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风电场短期功率预测建模案例解析

来源:BB平台西甲赞助商    发布时间:2024-02-15 05:13:49

  广州飒美旭能源科技有限公司作为创建美丽新生活的新能源与能效技术与服务解决方案供应商,致力于发展新能源生产管理、控制、并网技术和服务,热情参加构建低碳环保能源体系,缔造绿色世界,创建美丽生活。

  本文以2010年广州飒美旭能源科技有限公司签约的辽宁大唐国际风电有限责任公司下属的大唐昌图系统项目,详述其风电场短期功率预测建模所采用的方法及思路,与读者共享。该项目采用的风电功率预测智能管理系统是飒美旭依托自主知识产权开发成功的集电网侧和风电场侧于一体的风电功率预测系统。系统集先进性、实用性、可靠性为一体,在实践中以其预测的高精确度及实用性获得用户的一致赞扬。

  飒美旭风电功率预测智能管理系统,以历史气象数据(数值天气预报数据NWP)和风电场历史功率数据为基础,同时考虑具体风力发电机组的功率特性、机组效率和设备正常运行情况,采用BP神经网络建模后,输出0-72小时的短期预测功率。

  人工智能的方法近年来在预测领域中应用较多,其中在电力行业又以人工神经网络的应用研究最为常见。利用神经网络进行预测研究的基础是它具有强大的非线性拟和与映射能力,在函数逼近、模式识别和状态预报等方面有着独特的优势,同时具有一定的泛化能力。BP神经网络具有较强的非线性学习能力,是目前国际上风电功率预测领域广泛采用的一种比较成熟的方法。神经网络神经网络的训练过程其实质是旨在模仿人脑的结构及功能,不断调整网络内部权值和系统的输入输出关系的过程。

  在网络结构和算法确定以后名网络性能优良与否,很大程度上取决于训练样本的质量情况。

  风力发电机的输出功率受风速的影响最大,因此风速是必须的输入变量,同时研究发现不同层高的风速对功率预测的结果均有影响,在此案例中我们选取的是风机轮毂附近的30m、50m、70m和90m4个层高的风速及风向数据,空气温度、湿度、大气压力等其他相关气象数据,以及对应的历史发电功率数据作为BP神经网络的输入样本集。

  输入样本的筛选过程包含原始数据收集、数据分析、变量选择及数据预处理;只有经过这些步骤后,才能对神经网络进行有效的学习训练。训练样本质量直接影响网络应用效果。

  在进行历史数据收资过程中,我们从风电场收集了历史一年的数据,在实际建模使用过程中,考虑到大风期和小风期的变化因素,我们考虑到以季度为单位建模显然更为科学,在实际使用过程中分别调用不同的模型。

  在样本数据的筛选过程中,综合考虑了具体风力发电机组的功率特性、机组效率和设备运作情况以及外围环境干扰因素,筛除了初始样本数据中的奇异数据(不符合风电机组功率特性的NWP与功率P的对应关系数据组)。

  由于样本中存在不同单位类型的数据,各数据的变化范围也不相同,因此存在某些属性较大,某些属性较小的情况,这样并不利于后面的回归计算处理,因此就需要在对样本集操作前进行数据归一化处理,将各数据同意到统一的区间里。因此在BP神经网络的应用中,对控制的输入输出应当按照归一化的方法对输入输出进行调节;否则,模型是无法正确工作的。

  利用Matlab工具进行BP神经网络建模,通过数次对网络结构、初始值的增删、学习速率的调整以及期望误差的更改,逐步的提升训练结果的精度,在达到满意度范围内训练结束。

  考虑到地形地貌等特异性,通过BP神经网络方法建模后得到的预测功率的输出还要进行一次修正后才能真正作为风电功率预测的输出结果展现在软件中。此修正程序作为预测软件的一部分嵌在系统内。

  大唐国际的两个风电场经过半年多的稳定运行,每月月均方根误差均不超过20%,在辽宁风电调度端的考核中一直名列前茅,获得了用户的极大认可及满意。

  下图为任意选取的昌图风电场历史一周的预测曲线与实际功率曲线日有调度限电)。

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  随着我国风电、光伏发电等新能源的加快速度进行发展,并网难的问题也逐渐显现。但由于电能的储存难题一直没能有效解决,新能源并网问题仍处于探索状态。由于新能源发电的间歇性、不稳定性,并网后对电网造成巨大冲击,因此,做好新能源发电的预测和调控,满足电网的考核要求,成为风电场和电站商普遍关心的问题,也是风电并网稳定运行和有效消纳的重要条件。虽然目前每个电网考核标准不同,但新的并网调度协议示范文本中已经提出了对于预测系统的考核要求。据中国电力科学研究院新能源研究所副所长刘纯介绍,例如风电预测,预测的精度与风电场的地理位置和气候类型紧密关联。不同的地理位置和气候类型无法作对

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  风电预报作为一个新生事物,仍存在一些问题,需要在发展的过程中逐步得到解决。杨振斌认为,国家能源局鼓励和支持风电预报,目的是通过预测,提高电网对风电的接纳能力,促进风电和电网的协调可持续发展。但是,目前对于风电预报的作用和意义的理解还存在着一些误解,风电预报得准,就可以并网;预报得不准,就可能会拉闸限发,这是不应该出现的事情。预测的目的不是限制,而是更好地接受。根据《可再次生产的能源法》,风电等可再生能源电力是需要优先开发、优先并网的。在实际中,风电还没有完全纳入发电计划。这其中有技术、体制的问题,也有利益的问题。在全国范围内,风电预报技术体系该怎么样建立,如

  北极星输配电网获悉,2月8日,江西省能源局开展逾期风电、光伏项目清理工作,共包含38个项目,装机容量共计1434MW。原文如下:江西省能源局关于开展逾期风电、光伏项目清理工作的通知各设区市发展改革委(能源局),赣江新区经发局,国网江西省电力有限公司,江西省可再次生产的能源信息中心,各有关企业:为

  北极星风力发电网讯:2020年9月22日,国家主席习在第七十五届联合国大会上提出了“碳达峰碳中和”目标,国内企业积极做出响应,全力发展新能源。同时,“一带一路”作为国家级战略,也是能源、交通、物流行业的巨大机遇。经过多年的优胜劣汰,中国风电企业已形成了完整的产业链。在顶层政策利好下,

  北极星风力发电网讯,近日,四川省广安市人民政府印发《广安市碳达峰实施方案》。《方案》明确要实施能源绿色低碳转型行动。做好能源安全保障,逐步优化能源生产、消费结构,持续推进清洁能源替代,加快构建清洁低碳安全高效的现代能源体系和新型电力系统方案指出:到2025年,单位地区生产总值能源消

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  粤水电2月6日公告,企业名称由“广东水电二局股份有限公司”变更为“广东省建筑工程集团股份有限公司”,证券简称由“粤水电”变更为“广东建工”,证券简称启用日期为2024年2月7日。公司证券代码保持不变。

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