風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)研究綜述

吳偉晴,高　陽,李東陽

（沈陽工程學(xué)院,沈陽 110136）

風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)研究綜述

吳偉晴,高陽,李東陽

（沈陽工程學(xué)院,沈陽 110136）

由于風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量不穩(wěn)定，發(fā)電容量預(yù)測(cè)就變得尤為重要首先本文介紹了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電能力預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單的指出當(dāng)前發(fā)電容量預(yù)測(cè)的研究狀況。其次主要介紹在發(fā)電容量預(yù)測(cè)方面存在的問題，最后指出發(fā)電容量預(yù)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。本文從多方面對(duì)風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)進(jìn)行論述，希望對(duì)我國(guó)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

風(fēng)電場(chǎng);發(fā)電容量;預(yù)測(cè)系統(tǒng)

0　引言

由于不可再生能源的消耗，各國(guó)積極開發(fā)新能源，我國(guó)也高度重視新能源的開發(fā)。隨著新能源的不斷開發(fā)和利用，風(fēng)能做為一種綠色能源，被大家廣泛應(yīng)用。

在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展過程中，我國(guó)逐漸的擴(kuò)大了并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模。這一發(fā)展態(tài)勢(shì)，導(dǎo)致電網(wǎng)受到風(fēng)力發(fā)電的影響越來越明顯。進(jìn)而增加了風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)營(yíng)成本，為了降低運(yùn)營(yíng)成本，大型風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電能力的預(yù)測(cè)將變得尤為重要[1]。

1　發(fā)電容量預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)研究的比較早，20世紀(jì)80年代就已經(jīng)開始研究。歐洲有許多國(guó)家研究發(fā)電容量預(yù)測(cè)，丹麥?zhǔn)亲钤玳_發(fā)研究的國(guó)家之一，其開發(fā)了很多風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)的系統(tǒng)，例如：prediktor系統(tǒng)、WPPT（風(fēng)功率預(yù)測(cè)工具）系統(tǒng)和Zephyr系統(tǒng)等。

西班牙localpred預(yù)測(cè)系統(tǒng)首先利用高分辨率的中尺度數(shù)值模式MM5數(shù)值預(yù)報(bào)模型，然后通過統(tǒng)計(jì)模塊（MOS）預(yù)測(cè)風(fēng)速修正，最后通過歷史數(shù)據(jù)和同一時(shí)期的風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)建立發(fā)電能力預(yù)測(cè)模型的輸出功率。愛爾蘭與丹麥共同開發(fā)的HIRPOM預(yù)測(cè)系統(tǒng)，除此之外，西班牙、法國(guó)等國(guó)家都開發(fā)了發(fā)電容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)[2]。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

2005年，我國(guó)風(fēng)電進(jìn)入起步階段，對(duì)風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)只是初步的了解，并進(jìn)行簡(jiǎn)要的研究。直到2007年，風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)才大規(guī)模的開展起來。截至2013年12月，中國(guó)電力科學(xué)研究院（EPRI）已完成20套有關(guān)省電力公司風(fēng)電容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)，和近200套風(fēng)電場(chǎng)端容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)，對(duì)應(yīng)風(fēng)電裝機(jī)容量超過6000萬千瓦。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)幾大功率預(yù)測(cè)服務(wù)商有中國(guó)電科院、天津國(guó)電潔能、北京東潤(rùn)環(huán)能、北京中能電力、上海兆方美迪、北京國(guó)能日新、南京國(guó)電南瑞、北京華軟恒信、華北電力大學(xué)、等等，同時(shí)，也有許多國(guó)際企業(yè)在國(guó)內(nèi)提供預(yù)測(cè)服務(wù)。

2　發(fā)電容量預(yù)測(cè)存在的問題

只有精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)出發(fā)電廠發(fā)電容量，才能保證電力系統(tǒng)可靠的運(yùn)行。發(fā)電容量預(yù)測(cè)為電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性提供了依據(jù)，不僅降低了發(fā)電成本，而且增加了風(fēng)電穿透極限。發(fā)電容量預(yù)測(cè)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中十分重要，但是發(fā)電容量預(yù)測(cè)技術(shù)還不夠成熟，還有以下存在的問題[3]：

（1）氣象預(yù)報(bào)不精準(zhǔn)。專業(yè)的氣象預(yù)報(bào)獲取是整個(gè)容量預(yù)測(cè)行業(yè)面臨的難題之一，氣象預(yù)報(bào)直接影響發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電容量預(yù)測(cè)。氣象預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度是功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的精準(zhǔn)度保障的基礎(chǔ)。

（2）預(yù)測(cè)技術(shù)較落后。由于電站建設(shè)的位置不同，特點(diǎn)不同，對(duì)系統(tǒng)的要求也不同，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的要求也會(huì)越來越高。因此，系統(tǒng)模型需要不斷地優(yōu)化，不斷地更新，并在原有的基礎(chǔ)上探索新的算法。

（3）系統(tǒng)通信較差。電力相關(guān)行政部門關(guān)心的是電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性，由于偏遠(yuǎn)的丘陵或沙漠地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量較差，網(wǎng)絡(luò)一旦中斷，天氣預(yù)報(bào)就中斷了，這種情形必然影響預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性。

3　發(fā)電容量預(yù)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)

發(fā)電容量預(yù)測(cè)正處于發(fā)展階段，系統(tǒng)建設(shè)和相關(guān)技術(shù)等方面都不夠成熟，未來的發(fā)展還有待提升。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電廠發(fā)電容量預(yù)測(cè)的發(fā)展還有許多方面需要改進(jìn)，我認(rèn)為在今后的風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)方面還需要做以下工作[4],[5]。

（1）完善風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)側(cè)容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)。風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)側(cè)容量預(yù)測(cè)即對(duì)用戶耗電量的預(yù)測(cè)，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，最重要的就是保證電力系統(tǒng)的收發(fā)平衡，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電網(wǎng)履行新能源發(fā)展的責(zé)任體現(xiàn)在電網(wǎng)側(cè)容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)上面。電網(wǎng)側(cè)容量預(yù)測(cè)不僅要對(duì)該區(qū)域的用戶耗電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，還要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)上報(bào)的結(jié)果進(jìn)行分析研究，以達(dá)到預(yù)測(cè)水平的提高。

（2）加強(qiáng)發(fā)電容量預(yù)測(cè)相關(guān)技術(shù)的研究。天氣預(yù)報(bào)在容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)中處于重要的位置，應(yīng)該對(duì)天氣預(yù)報(bào)精準(zhǔn)性的提高進(jìn)行研究，并開發(fā)出專門用于發(fā)電容量預(yù)測(cè)的天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)。還要對(duì)發(fā)電容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)的算法進(jìn)行研發(fā)，針對(duì)不同的電站，開發(fā)具有針對(duì)性的預(yù)測(cè)算法。

（3）發(fā)電容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)智能化。對(duì)于數(shù)據(jù)的處理，采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，分析和處理，節(jié)省了人員的配置，工作人員只需要監(jiān)督和運(yùn)行軟件即可。對(duì)于預(yù)測(cè)算法，開發(fā)出智能算法應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫管理中。

4　總結(jié)

本文對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電容量預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，利用準(zhǔn)確的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型，提高了基本數(shù)據(jù)的有效性和完整性，結(jié)合更科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法，建立相應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)管理系統(tǒng)，將對(duì)容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)帶來很大的幫助。本文提出了發(fā)電量預(yù)測(cè)的問題，針對(duì)這一問題，給出了解決該問題的方法措施，最后對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了展望，提出了在開發(fā)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的過程中還需要進(jìn)一步做的工作。

[1]高爽,冬雷,高陽等.基于粗糙集理論的中長(zhǎng)期風(fēng)速預(yù)測(cè)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2012,32(01):32-37.

[2]范高鋒,裴哲義,辛耀中.風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)電力,2011,44(06):38-41.

[3]孫同樂.風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)及最大風(fēng)能追蹤[D].華北電力大學(xué)，2014.

[4]章偉,鄧院昌,魏楨.基于數(shù)據(jù)分層預(yù)處理的短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)研究[J].水電能源科學(xué),2013(11):245-248.

[5]宋雪楓,馮剛.風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用[J].電氣制造,2012，(06):34.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.164