基于NWP和支持向量機(jī)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)研究.pdf

1、隨著常規(guī)能源消耗加速與環(huán)境惡化加劇，全球范圍內(nèi)的能源問(wèn)題凸顯。風(fēng)能作為安全性與可行性俱佳的綠色能源，其大規(guī)模應(yīng)用對(duì)緩解能源和環(huán)境問(wèn)題具有重大意義。我國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量在近幾年來(lái)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。由于風(fēng)能資源的間歇性和隨機(jī)性，風(fēng)電場(chǎng)大規(guī)模接入電網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)較大的沖擊，影響電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。因此，在電網(wǎng)薄弱或遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的地區(qū)，風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)限電或者停發(fā)的情況。為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)在線調(diào)度，以便電網(wǎng)可以安全接入更多的風(fēng)電場(chǎng)，國(guó)

2、家能源局強(qiáng)制性要求所有風(fēng)電場(chǎng)安裝風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，為電力系統(tǒng)調(diào)度部門安排發(fā)電計(jì)劃提供依據(jù)。在此背景下，本文選擇風(fēng)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)作為主攻方向。
　　早在上世紀(jì)七十年代，國(guó)外就開展了風(fēng)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)的研究工作，已有多個(gè)成熟的系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行并發(fā)揮作用。我國(guó)起步較晚，在預(yù)測(cè)核心算法及對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果影響重大的NWP數(shù)值天氣預(yù)報(bào)領(lǐng)域的成果與國(guó)外先進(jìn)水平存在相當(dāng)差距。為提高風(fēng)電功率預(yù)測(cè)精度，本文對(duì)比了各種常見風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型，對(duì)基于風(fēng)電場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

3、的支持向量機(jī)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型做出改進(jìn)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)介紹了風(fēng)的成因及其特性，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大影響的風(fēng)速與風(fēng)向的變化特性重點(diǎn)進(jìn)行分析。對(duì)比了國(guó)內(nèi)可獲得的幾種NWP的特點(diǎn)與技術(shù)參數(shù)，為風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型的建模提供數(shù)據(jù)選擇的參考方案。最終選定了某種精度較高的NWP數(shù)據(jù)作為建模的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行前期的分析處理。
　　(2)對(duì)各種風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型進(jìn)行深入的探討，對(duì)常見的若干種建模方法進(jìn)行比較。針對(duì)實(shí)際情況選用在

4、小樣本集及存在一定矛盾樣本條件下表現(xiàn)最佳的SVM支持向量機(jī)作為預(yù)測(cè)建模算法。
　　(3)詳細(xì)分析了統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的核心問(wèn)題，描述了SVM的工作原理及其在有限樣本訓(xùn)練學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢(shì)，選定了一種支持向量機(jī)結(jié)構(gòu)，利用某風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合上一章的NWP數(shù)據(jù)，建立了一個(gè)基準(zhǔn)預(yù)測(cè)模型。并提出了預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
　　(4)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)測(cè)功率數(shù)據(jù)及提取的NWP數(shù)據(jù)，基于風(fēng)速和風(fēng)向區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的