本文關(guān)鍵詞：風(fēng)功率預(yù)測的場風(fēng)速指標(biāo)應(yīng)用及其數(shù)值預(yù)報的修訂

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)電功率預(yù)測 數(shù)值預(yù)報 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 諧波分析

【摘要】：風(fēng)電資源是可再生清潔能源,但由于風(fēng)電輸出的波動性和不確定性對風(fēng)電上網(wǎng)運(yùn)營存在制約,而解決這種問題的關(guān)鍵手段則是對風(fēng)電場的風(fēng)功率輸出提前做出預(yù)測,但風(fēng)功率預(yù)測涉及的因素較為復(fù)雜,因此風(fēng)速指標(biāo)的制定和預(yù)測是風(fēng)功率預(yù)測的關(guān)鍵技術(shù)手段。本文依據(jù)北方某大型風(fēng)電場實測風(fēng)速與輸出功率資料,根據(jù)《風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)功能規(guī)范》的技術(shù)要求,從不同方面探討了利用數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品進(jìn)行風(fēng)功率預(yù)測并進(jìn)行統(tǒng)計修訂的有關(guān)技術(shù)方法。1、在分析風(fēng)功率影響因子的基礎(chǔ)上,針對大型風(fēng)電場的特點(diǎn),提出了三種風(fēng)速指標(biāo)：a.場平均風(fēng)速b.場風(fēng)速立方和c.場有效風(fēng)速立方和其中Vi為風(fēng)電場各風(fēng)機(jī)風(fēng)速,k為風(fēng)電場的實際開機(jī)數(shù)。利用三種指標(biāo)分別擬合了其與風(fēng)電場風(fēng)功率輸出的統(tǒng)計關(guān)系式,結(jié)果表明結(jié)合風(fēng)機(jī)特征的χ指標(biāo)擬合效果最好。并且對于實測的場風(fēng)速指標(biāo)估算風(fēng)電場輸出功率擬合誤差的研究發(fā)現(xiàn)三種指標(biāo)對風(fēng)功率預(yù)測的擬合精度差異顯著,其中場有效風(fēng)速立方和χ?jǐn)M合精度最高,場平均風(fēng)速V的擬合精度次之。在此基礎(chǔ)上,將BJ-RUC數(shù)值產(chǎn)品模擬的風(fēng)速帶入三種指標(biāo)公式分析其數(shù)值預(yù)報誤差,結(jié)果表明各指標(biāo)的數(shù)值預(yù)報值與真實值差距均較大。因此,結(jié)合計算的簡便以及對指標(biāo)數(shù)值預(yù)報訂正的可行性,文章中討論將風(fēng)速指標(biāo)場平均風(fēng)速V及場有效風(fēng)速立方和χ作為因子進(jìn)行風(fēng)功率的預(yù)報。2、風(fēng)速指標(biāo)數(shù)值預(yù)報統(tǒng)計修訂方法的探索及風(fēng)功率預(yù)測精度的改進(jìn)。1)風(fēng)功率的超短期(0-4h)預(yù)報方法。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對風(fēng)速指標(biāo)V的數(shù)值預(yù)報誤差進(jìn)行后延預(yù)測,從而對預(yù)報值進(jìn)行動態(tài)修訂,最后以訂正后的風(fēng)速指標(biāo)V預(yù)測風(fēng)功率,訂正后較未訂正前風(fēng)速的絕對誤差下降了約48.7%,風(fēng)功率下降了約58.2%。2)風(fēng)功率的短期(0-24h)數(shù)值預(yù)報誤差修訂方法。由于預(yù)報時效的延長,數(shù)值預(yù)報誤差間的自相關(guān)減弱,超短期(0-4h)的風(fēng)功率預(yù)報方法不再適用,所以對于風(fēng)功率的短期(0-24h)預(yù)測試驗了下列方法。a.利用數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品本身的系統(tǒng)訂正。研究發(fā)現(xiàn)根據(jù)風(fēng)機(jī)的風(fēng)功率曲線定義的場有效風(fēng)速立方和χ能夠更精確的擬合風(fēng)電場總輸出功率；并且針對BJ-RUC模式的場有效風(fēng)速立方和指標(biāo)χ的0-24h時效的預(yù)報值探索了其統(tǒng)計修訂方法,采用回歸分析的統(tǒng)計方法對指標(biāo)的誤差進(jìn)行訂正,對Xm的誤差進(jìn)行統(tǒng)計修訂后風(fēng)速的絕對誤差較訂正前下降約33.9%,均方根誤差下降約25.5%,修訂后的風(fēng)速與實測風(fēng)速的相關(guān)性也有所提高,而修訂后相應(yīng)的總功率的各誤差指標(biāo)也有所改進(jìn)。b.利用數(shù)值預(yù)報誤差的日變化特征進(jìn)行訂正。分析了BJ—RUC氣象模式的0-24h數(shù)值預(yù)報風(fēng)速Vm與實測場平均風(fēng)速V的誤差;針對誤差存在日變化的特點(diǎn),對逐日的誤差值進(jìn)行諧波分析,獲得諧波參數(shù)C0、C1、C2、φ1、φ2;建立了以每日08-19h的實際誤差值來預(yù)測當(dāng)日諧波參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP)模型,進(jìn)而得到24個小時的誤差值的估計值,并依此對24小時的風(fēng)速數(shù)值預(yù)報進(jìn)行修訂；通過16天的獨(dú)立樣本檢驗,修訂前后(0-24h)場平均風(fēng)速預(yù)測的絕對誤差由2.77 m/s下降到1.84m/s,風(fēng)功率預(yù)測的絕對誤差由0.134下降到0.073,修訂后的平均風(fēng)速與風(fēng)功率預(yù)測的絕對誤差均下降30%以上。3、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的直接釋用。1)用風(fēng)速的數(shù)值預(yù)報值直接與風(fēng)功率輸出建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的釋用方法。根據(jù)該風(fēng)電場的實測風(fēng)功率資料和BJ-RUC模式輸出資料,對0-4h的風(fēng)功率預(yù)報進(jìn)行了試驗,結(jié)果表明該方法預(yù)測風(fēng)電場功率的各誤差指標(biāo)較訂正前也有明顯改進(jìn),風(fēng)功率的平均絕對誤差下降了60.4%。2)收集了BJ-RUC數(shù)值預(yù)報模式輸出的風(fēng)速等氣象要素,分別建立利用不同實測風(fēng)速指標(biāo)的數(shù)值預(yù)報值與總輸出功率的對應(yīng)關(guān)系式,使用數(shù)值預(yù)報值直接擬合風(fēng)電場總輸出功率關(guān)系式時,不同風(fēng)速指標(biāo)擬合公式的誤差相差不大,雖然經(jīng)過釋用以后擬合效果有所提高,均方根誤差、平均絕對誤差改進(jìn)在10%左右,但釋用后的相關(guān)性系數(shù)與釋用前無顯著差異,可見這種數(shù)值預(yù)報風(fēng)速直接釋用擬合方程預(yù)測0-24h風(fēng)功率的方法效果不明顯。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電功率預(yù)測 數(shù)值預(yù)報 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 諧波分析
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 研究背景與意義10-17
• 1.1.1 我國風(fēng)電開發(fā)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-13
• 1.1.2 風(fēng)電功率預(yù)測對風(fēng)電開發(fā)的意義13-14
• 1.1.3 風(fēng)速與風(fēng)功率的預(yù)報方法14-17
• 1.2 國內(nèi)外風(fēng)功率預(yù)測的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 風(fēng)功率預(yù)測的國家規(guī)范中衡量誤差指標(biāo)的定義及其與常用誤差指標(biāo)的不同20-21
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新意義21-22
• 第二章 資料說明22-25
• 2.1 風(fēng)電場特征及資料概況22
• 2.2 數(shù)值預(yù)報模式簡介22-23
• 2.3 風(fēng)場數(shù)據(jù)預(yù)處理23-25
• 2.3.1 模式資料的處理23-24
• 2.3.2 實測風(fēng)速與風(fēng)功率資料的質(zhì)量控制24-25
• 第三章 風(fēng)電場風(fēng)速指標(biāo)的討論及其數(shù)值預(yù)報誤差分析25-37
• 3.1 風(fēng)電場風(fēng)功率輸出的影響囚素分析25-29
• 3.2 風(fēng)電場風(fēng)速指標(biāo)的探討29-33
• 3.2.1 單機(jī)風(fēng)速與輸出功率29-30
• 3.2.2 風(fēng)電場輸出功率與場風(fēng)速指標(biāo)30-33
• 3.3 風(fēng)速指標(biāo)的數(shù)值預(yù)報誤差的統(tǒng)計特征33-36
• 3.4 小結(jié)36-37
• 第四章 風(fēng)速數(shù)值預(yù)報誤差的動態(tài)修訂方法及對風(fēng)功率預(yù)測精度的改進(jìn)37-51
• 4.1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超短期(0-4h)風(fēng)速預(yù)報修訂與風(fēng)功率預(yù)測37-42
• 4.2 短期(0-24h)風(fēng)速的數(shù)值預(yù)報誤差回歸修正方法與風(fēng)功率預(yù)測42-44
• 4.3 利用調(diào)和分析的短期(0-24h)風(fēng)速數(shù)值預(yù)報修訂與風(fēng)功率預(yù)測44-49
• 4.3.1 風(fēng)速預(yù)報誤差的日變化與諧波分析44-45
• 4.3.2 諧波參數(shù)的預(yù)測45-49
• 4.4 小結(jié)49-51
• 第五章 風(fēng)功率預(yù)測的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品釋用技術(shù)51-57
• 5.1 直接利用風(fēng)速數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品進(jìn)行風(fēng)功率超短期預(yù)測的釋用方法51-52
• 5.2 基于數(shù)值模式釋用的短期(0-24h)風(fēng)電功率預(yù)測52-55
• 5.3 小結(jié)55-57
• 第六章 結(jié)論和展望57-60
• 6.1 結(jié)論57-58
• 6.2 存在問題及展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 致謝66-67
• 作者簡介67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王啟光;封國林;鄭志海;支蓉;;長江中下游汛期降水優(yōu)化多因子組合客觀定量化預(yù)測研究[J];大氣科學(xué);2011年02期

2 谷興凱;范高鋒;王曉蓉;趙海翔;戴慧珠;;風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù)綜述[J];電網(wǎng)技術(shù);2007年S2期

3 萬仕全;何文平;封國林;李進(jìn);;數(shù)值模式誤差訂正方法初探[J];高原氣象;2014年02期

4 時t熇，

本文編號：760894