新能源風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

李志強(qiáng)

摘要：新能源風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電的特征較為顯著，例如隨機(jī)性，不確定性以及湍流性等諸多方面，在電網(wǎng)正常運(yùn)作階段，可以對(duì)新能源風(fēng)能發(fā)電以及光伏發(fā)電的總發(fā)電量做好明確的預(yù)判。對(duì)風(fēng)電以及光伏發(fā)電輸出曲線特征，做出相應(yīng)的研究以及分析，并進(jìn)行相關(guān)的總結(jié)，從而提出風(fēng)電以及光伏發(fā)電預(yù)測(cè)提綱。除此以外，時(shí)間尺度、預(yù)測(cè)范圍、對(duì)象以及風(fēng)力發(fā)電方向來(lái)源等諸多因素，都會(huì)對(duì)國(guó)際以及國(guó)內(nèi)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生相應(yīng)的影響。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電方式做出相應(yīng)的分類(lèi)，并在此分類(lèi)基礎(chǔ)之上探究了主要的預(yù)測(cè)方式。在最后做出總結(jié)，規(guī)劃出未來(lái)風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向以及主要問(wèn)題，從而為后期應(yīng)用以及發(fā)展提供參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：新能源;風(fēng)光發(fā)電技術(shù);實(shí)際應(yīng)用

一、風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)方法分類(lèi)

1.1短期預(yù)測(cè)

對(duì)發(fā)電措施做出優(yōu)化以及完善，以此來(lái)增強(qiáng)對(duì)于風(fēng)電的能量吸收能力。在微電網(wǎng)之中預(yù)測(cè)短期光伏時(shí)難度較高，從而對(duì)BPSVM-ELM和粒子SOM-LSF進(jìn)行了優(yōu)化以及完善，從而在此基礎(chǔ)之上，將滾動(dòng)光伏預(yù)測(cè)變成了現(xiàn)實(shí)，從而也為后期短期光伏布局做好了指導(dǎo)鋪墊。

1.2中期預(yù)測(cè)

進(jìn)行為期一個(gè)月或是幾個(gè)月的數(shù)據(jù)檢查運(yùn)行方式，以及水庫(kù)配置等方面的工作。新能源計(jì)劃中期主要任務(wù)就是進(jìn)行機(jī)械檢查工做的優(yōu)化，以及機(jī)械組合工作的升級(jí)，以此來(lái)增強(qiáng)相關(guān)計(jì)劃的可靠性，安全性以及經(jīng)濟(jì)性。

1.3長(zhǎng)期預(yù)測(cè)

長(zhǎng)期預(yù)測(cè)主要作用在年度預(yù)測(cè)以及多年數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)等。并在電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行模式以及年度維護(hù)規(guī)劃等方面運(yùn)用普遍。在高比例可再生能源交直流輸出電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作中，科學(xué)合理的運(yùn)用新能源長(zhǎng)期預(yù)測(cè)技術(shù)，從而被輸電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的整體框架做出了明確的參考，并為未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向指明了前進(jìn)的道路。

1.4預(yù)測(cè)對(duì)象分類(lèi)

預(yù)測(cè)物可分為風(fēng)能以及太陽(yáng)能。首先對(duì)風(fēng)能以及功能進(jìn)行預(yù)測(cè)，接著進(jìn)行間接電能的預(yù)測(cè)。該預(yù)測(cè)將風(fēng)能以及光能的發(fā)電狀況、氣候數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)以及風(fēng)光發(fā)電歷史記錄等方面的基本數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，從而搭建出風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型。所謂的間接預(yù)測(cè)，就是針對(duì)風(fēng)速以及日照強(qiáng)度和風(fēng)電轉(zhuǎn)換模型，來(lái)對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出功率做出間接性的預(yù)測(cè)。

1.5預(yù)測(cè)模型原理分類(lèi)

依據(jù)預(yù)測(cè)原則進(jìn)行分類(lèi)，共計(jì)有統(tǒng)計(jì)方式、組合預(yù)測(cè)方式以及物理方式。依據(jù)統(tǒng)計(jì)方式來(lái)優(yōu)化并完善風(fēng)能以及太陽(yáng)能發(fā)電數(shù)據(jù)，尋求其內(nèi)部規(guī)律，從而對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行發(fā)展預(yù)判。這種研究工作會(huì)用到風(fēng)能發(fā)電以及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄。物理方式會(huì)受到地形信息，物理信息以及系統(tǒng)功率曲線等方面的影響。同時(shí)參考?xì)庀髷?shù)據(jù)預(yù)報(bào)，然后借助物理公式來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。聯(lián)合預(yù)測(cè)方式主要運(yùn)用于風(fēng)能發(fā)電以及太陽(yáng)能發(fā)電前景分析參考。這種組合模式多數(shù)是物理方式以及統(tǒng)計(jì)方式的結(jié)合，同時(shí)進(jìn)行規(guī)模間模型預(yù)測(cè)的組合以及差異。統(tǒng)計(jì)方式能夠篩選出重合系數(shù)不同模型，也能夠體現(xiàn)出自身優(yōu)勢(shì)。組合預(yù)測(cè)方式相對(duì)于單一預(yù)測(cè)方式，精度水平更高，出現(xiàn)較大偏差的幾率也得到了顯著降低。

1.6預(yù)測(cè)空間尺度分類(lèi)

由《風(fēng)電預(yù)測(cè)功能規(guī)范》可以看出，相關(guān)要求如下：（1）電力調(diào)度部門(mén)要能夠針對(duì)相關(guān)區(qū)域內(nèi)部風(fēng)電總量，做好靈活及時(shí)的調(diào)節(jié)。（2）與電網(wǎng)對(duì)接的風(fēng)電場(chǎng)都要確保可以正常運(yùn)作。通常情況下，某一部分地域的風(fēng)力發(fā)電氣象因素相同，同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電的具體狀況還能夠真切體現(xiàn)出相關(guān)地區(qū)氣象變化情況，從而就為不同空間以及不同地域風(fēng)力預(yù)測(cè)工作做出了總體思路上的延伸，以及技術(shù)方面的引導(dǎo)。

二、風(fēng)光預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展及主要方法

2.1以時(shí)間序列法為代表的傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)法

時(shí)間序列法將風(fēng)能以及太陽(yáng)能發(fā)電數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，依據(jù)時(shí)間順序進(jìn)行數(shù)字排列，并借助數(shù)學(xué)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)方式做好處理過(guò)程，從而以此來(lái)對(duì)后期風(fēng)能以及太陽(yáng)能發(fā)電量做出提前性的預(yù)測(cè)。隨機(jī)分組方式就是將加權(quán)平均法運(yùn)用到統(tǒng)計(jì)分析工作之中，從而以此來(lái)避免偶然隨機(jī)性而產(chǎn)生的干擾。時(shí)間序列方式原理簡(jiǎn)單，且操作方便，借助馬爾可夫鏈來(lái)模擬風(fēng)力發(fā)電的隨機(jī)過(guò)程，同時(shí)也在序列建模當(dāng)中，運(yùn)用到了風(fēng)力的時(shí)域特點(diǎn)，與此同時(shí)，再借助持續(xù)性以及波動(dòng)性，對(duì)預(yù)測(cè)性能實(shí)現(xiàn)深入優(yōu)化。

2.2以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法

近幾年，在勘探領(lǐng)域之中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到大范圍普及。本質(zhì)上看就是借助數(shù)學(xué)圖解來(lái)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，從而實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特征。同時(shí)對(duì)擴(kuò)散并行信息進(jìn)行頻率方面的控制練習(xí)，加強(qiáng)針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接方式以及權(quán)值的持續(xù)性調(diào)整，從而將信息前景做好明確的處理以及規(guī)劃?；貧w神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于一項(xiàng)時(shí)間序列預(yù)測(cè)，在風(fēng)力發(fā)電預(yù)測(cè)工作中，應(yīng)用普遍。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能顯著，本質(zhì)上就是非線性?xún)?yōu)化計(jì)算模型。由此可見(jiàn)，在運(yùn)用非線性?xún)?yōu)化時(shí)，局部過(guò)小、計(jì)算量過(guò)大，收斂速度過(guò)慢等情況較為顯著。諸多學(xué)者進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，得出大量改進(jìn)要點(diǎn)，同時(shí)加以人工智能技術(shù)的協(xié)助，從而得到新的人工智能模型。

三、風(fēng)、光發(fā)電預(yù)測(cè)技術(shù)的一些建議和工作思路

（1）依據(jù)已有的預(yù)測(cè)技術(shù)，在針對(duì)風(fēng)場(chǎng)以及光場(chǎng)特點(diǎn)進(jìn)行參考，對(duì)風(fēng)場(chǎng)以及光場(chǎng)的波動(dòng)性以及隨機(jī)性進(jìn)行模糊性、灰色性、混沌性和概率性研究。

（2）重點(diǎn)進(jìn)行組合預(yù)測(cè)技術(shù)的前景發(fā)展，做好進(jìn)一步的研究以及分析。實(shí)現(xiàn)不同預(yù)測(cè)方式之間的有機(jī)融合，如此就可以增強(qiáng)預(yù)測(cè)結(jié)果的精確性以及計(jì)算工作的最終效率。

（3）進(jìn)行景觀預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)規(guī)劃，并對(duì)地域進(jìn)行深入研究。做好數(shù)據(jù)篩選以及預(yù)處理工作，并增強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（4）有關(guān)電力部門(mén)以及電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)要進(jìn)行深入研究，從而制定出更為科學(xué)高效的預(yù)測(cè)評(píng)估體制，以為后期的科學(xué)預(yù)測(cè)工作提供參考以及指導(dǎo)。

四、結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)以往風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電輸出曲線進(jìn)行綜合性研究之后，總結(jié)出一般規(guī)律，同時(shí)以此為基礎(chǔ)，依據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的創(chuàng)新以及完善，從而促進(jìn)我國(guó)電力領(lǐng)域的進(jìn)步，并推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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