一种基于气象数据的风电功率预测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种基于气象数据的风电功率预测系统及方法。包括：获取单元，用于实时获取风电场的气象数据；计算单元，用于根据气象数据确定风电场内的若干风机的风电功率P；处理单元，用于通过历史气象数据库获取与气象数据相同的若干历史气象数据，并根据若干历史气象数据所对应的历史风电功率W，确定未来预设时间内的若干风机的未来风电功率。本发明专利技术通过结合历史气象数据与实时的气象数据进行比对,根据计算功率差值设定不同风电效率等级,并根据不同等级对未来风电功率进行预测,改变了传统的预测方式,加入历史数据作为比对,极大地提高了预测结果的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于气象数据的风电功率预测系统及方法


[0001]本专利技术涉及风力发电
，特别是涉及一种基于气象数据的风电功率预测系统及方法。

技术介绍

[0002]随着风电大力发展，风电场建设规模的扩大，在分析风电场接入电力系统时，需要考虑风电场输出功率波动范围大的特点。风能具有间歇性和随机波动性，风速的变化直接导致风电场的有功功率和无功功率的变化，输出功率很不稳定。当风电穿透全运行会产生严重的影响，同时也会影响电能质量和经济调度以及电力竞价。因此，积极开展风电功率预测研究工作，提高预测的准确性，对电网调度、提高风电的接入能力以及减少系统运行成本等方面具有现实意义。风电功率预测是指以风电场的历史功率、历史风速、地形地貌、数值天气预报、风电机组运行状态等数据建立风电场输出功率的预测模型，以风速、功率或数值天气预报数据作为模型的输入，结合风电场机组的设备状态及运行工况，得到风电场未来的输出功率。
[0003]然而现有技术中, 对于风电功率预测方法可以分为:一种方法是根据数值天气预报的数据，用物理方法计算风电场的输出功率,另一种方法是根据数值天气预报与风电场功率输出的关系、在线实测的数据进行预测的统计方法,上述两种方法在无法满足规范要求的情况下，会造成风资源观测系列太短，设计单位机械地利用临近气象站的长期观测数据进行数据订正,由于气象站因城市化，气候变暖等影响，造成近期气象站观测数据较长期偏小，致使订正后的数据较风电场实际数据偏大,对于未来风电功率预测并不具有准确性,而在线实测的方式又依赖于人工的方式,浪费大量的人力成本,因此,如何提供一种基于气象数据的风电功率预测系统及方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于气象数据的风电功率预测系统及方法，本专利技术通过结合历史气象数据与实时的气象数据进行比对,根据计算功率差值设定不同风电效率等级,并根据不同等级对未来风电功率进行预测,改变了传统的预测方式,加入历史数据作为比对,极大地提高了预测结果的准确性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：一种基于气象数据的风电功率预测系统，包括：获取单元，所述获取单元用于实时获取风电场的气象数据；计算单元，所述计算单元用于根据所述气象数据确定所述风电场内的若干风机的风电功率P；处理单元，所述处理单元内预设有历史气象数据库，所述历史气象数据库内存储有若干历史气象数据以及与若干所述历史气象数据所对应的历史风电功率W，所述处理单元用于通过所述历史气象数据库获取与所述气象数据相同的若干所述历史气象数据，并根
据若干所述历史气象数据所对应的所述历史风电功率W，确定未来预设时间内的若干所述风机的未来风电功率。
[0006]在本申请的一些实施例中，所述处理单元内设置有预设历史风电功率矩阵T0和预设历史风电功率等级矩阵A，对于所述预设历史风电功率等级矩阵A，设定A(A1,A2,A3,A4)，其中A1为第一预设历史风电功率等级，A2为第二预设历史风电功率等级，A3为第三预设历史风电功率等级，A4为第四预设历史风电功率等级，且A1＜A2＜A3＜A4＜A5；对于所述预设历史风电功率矩阵T0，设定T0(T01,T02,T03,T04),其中，T01为第一预设历史风电功率，T02为第二预设历史风电功率，T03为第三预设历史风电功率，T04为第四预设历史风电功率，且T01＜T02＜T03＜T04；所述处理单元用于根据W与所述预设历史风电功率矩阵T0之间的关系设定相应的历史风电功率等级；当W＜T01时，选定所述第一预设历史风电功率等级A1设定为历史风电功率等级；当T01≤W＜T02，选定所述第二预设历史风电功率等级A2设定为历史风电功率等级；当T02≤W＜T03，选定所述第三预设历史风电功率等级A3设定为历史风电功率等级；当T03≤W＜T04，选定所述第四预设历史风电功率等级A4设定为历史风电功率等级。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述处理单元内还设置有预设风电功率差值矩阵R0,对于所述预设风电功率差值矩阵R0，设定R0(R01,R02,R03,R04),其中，R01为第一预设风电功率差值，R02为第二预设风电功率差值，R03为第三预设风电功率差值，R04为第四预设风电功率差值，且R01＜R02＜R03＜R04；所述处理单元还用于计算所述风电功率P与所述历史风电功率W之间的差值,并根据所述差值与所述预设风电功率差值矩阵R0之间的关系确定未来预设时间内的若干所述风机的未来风电功率的等级;当选定所述第一预设历史风电功率等级A1设定为历史风电功率等级且|P
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W|＜R01时，将所述第一预设历史风电功率等级A1调升一级并将所述第二预设历史风电功率等级A2设定为所述风机的未来风电功率的等级；当选定所述第二预设历史风电功率等级A2设定为历史风电功率等级且R01≤|P
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W|＜R02时，将所述第二预设历史风电功率等级A2调升一级并将所述第三预设历史风电功率等级A3设定为所述风机的未来风电功率的等级；当选定所述第三预设历史风电功率等级A3设定为历史风电功率等级且R01≤|P
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W|＜R02时，将所述第三预设历史风电功率等级A3调升一级并将所述第四预设历史风电功率等级A4设定为所述风机的未来风电功率的等级；当选定所述第四预设历史风电功率等级A4设定为历史风电功率等级且R01≤|P
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W|＜R02时，将所述第四预设历史风电功率等级A4调升一级并将所述第五预设历史风电功率等级A5设定为所述风机的未来风电功率的等级。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述处理单元还用于根据设定的各所述风机的未来风电功率的等级确定所述风机的未来风电功率;其中,
所述风机的未来风电功率的等级与各所述预设历史风电功率等级之间具有对应的关系;根据所述历史风电功率等级确定所述历史风电功率,并将所述历史风电功率作为预测所述风机的未来风电功率。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述气象数据与所述历史气象数据之间具有映射关系。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术还相应的提供了一种基于气象数据的风电功率预测方法，应用于所述的基于气象数据的风电功率预测系统中，包括：实时获取风电场的气象数据；根据所述气象数据确定所述风电场内的若干风机的风电功率P；通过历史气象数据库获取与所述气象数据相同的若干所述历史气象数据，并根据若干所述历史气象数据所对应的所述历史风电功率W，确定未来预设时间内的若干所述风机的未来风电功率；其中，所述历史气象数据库内存储有若干历史气象数据以及与若干所述历史气象数据所对应的历史风电功率W。
[0011]在本申请的一些实施例中，预先设置有预设历史风电功率矩阵T0和预设历史风电功率等级矩阵A，对于所述预设历史风电功率等级矩阵A，设定A(A1,A2,A3,A4)，其中A1为第一预设历史风电功率等级，A2为第二预设历史风电功率等级，A3为第三预设历史风电功率等级，A4为第四预设历史风电功率等级，且A1＜A2＜A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于气象数据的风电功率预测系统，其特征在于，包括：获取单元，所述获取单元用于实时获取风电场的气象数据；计算单元，所述计算单元用于根据所述气象数据确定所述风电场内的若干风机的风电功率P；处理单元，所述处理单元内预设有历史气象数据库，所述历史气象数据库内存储有若干历史气象数据以及与若干所述历史气象数据所对应的历史风电功率W，所述处理单元用于通过所述历史气象数据库获取与所述气象数据相同的若干所述历史气象数据，并根据若干所述历史气象数据所对应的所述历史风电功率W，确定未来预设时间内的若干所述风机的未来风电功率。2.根据权利要求1所述的一种基于气象数据的风电功率预测系统，其特征在于，所述处理单元内设置有预设历史风电功率矩阵T0和预设历史风电功率等级矩阵A，对于所述预设历史风电功率等级矩阵A，设定A(A1,A2,A3,A4)，其中A1为第一预设历史风电功率等级，A2为第二预设历史风电功率等级，A3为第三预设历史风电功率等级，A4为第四预设历史风电功率等级，且A1＜A2＜A3＜A4＜A5；对于所述预设历史风电功率矩阵T0，设定T0(T01,T02,T03,T04),其中，T01为第一预设历史风电功率，T02为第二预设历史风电功率，T03为第三预设历史风电功率，T04为第四预设历史风电功率，且T01＜T02＜T03＜T04；所述处理单元用于根据W与所述预设历史风电功率矩阵T0之间的关系设定相应的历史风电功率等级；当W＜T01时，选定所述第一预设历史风电功率等级A1设定为历史风电功率等级；当T01≤W＜T02，选定所述第二预设历史风电功率等级A2设定为历史风电功率等级；当T02≤W＜T03，选定所述第三预设历史风电功率等级A3设定为历史风电功率等级；当T03≤W＜T04，选定所述第四预设历史风电功率等级A4设定为历史风电功率等级。3.根据权利要求2所述的一种基于气象数据的风电功率预测系统，其特征在于，所述处理单元内还设置有预设风电功率差值矩阵R0,对于所述预设风电功率差值矩阵R0，设定R0(R01,R02,R03,R04),其中，R01为第一预设风电功率差值，R02为第二预设风电功率差值，R03为第三预设风电功率差值，R04为第四预设风电功率差值，且R01＜R02＜R03＜R04；所述处理单元还用于计算所述风电功率P与所述历史风电功率W之间的差值,并根据所述差值与所述预设风电功率差值矩阵R0之间的关系确定未来预设时间内的若干所述风机的未来风电功率的等级;当选定所述第一预设历史风电功率等级A1设定为历史风电功率等级且|P
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W|＜R01时，将所述第一预设历史风电功率等级A1调升一级并将所述第二预设历史风电功率等级A2设定为所述风机的未来风电功率的等级；当选定所述第二预设历史风电功率等级A2设定为历史风电功率等级且R01≤|P
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W|＜R02时，将所述第二预设历史风电功率等级A2调升一级并将所述第三预设历史风电功率等级A3设定为所述风机的未来风电功率的等级；当选定所述第三预设历史风电功率等级A3设定为历史风电功率等级且R01≤|P
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W|＜R02时，将所述第三预设历史风电功率等级A3调升一级并将所述第四预设历史风电功率等
级A4设定为所述风机的未来风电功率的等级；当选定所述第四预设历史风电功率等级A4设定为历史风电功率等级且R01≤|P
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W|＜R02时，将所述第四预设历史风电功率等级A4调升一级并将所述第五预设历史风电功率等级A5设定为所述风机的未来风电功率的等级。4.根据根据权利要求3所述的一种基于气象数据的风电功率预测系统，其特征在于，所述处理单元还用于根据设定的各所述风机的未来风电功率的等级确定所述风机的未来风电功率;其中,所述风机的未来风电功率的等级与各所述预设历史风电功率等级之间具有对应的关系;根据所述历史风电功率等级确定所述历史风电功率,并将所述历史风电功率作为预测所述风机的未来风电功率。5.根据根据权利要求1所述的一种基于气象数据的风电功率预测系统，其特征在于，所述气象数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭梁，范光辉，沙地克，
申请(专利权)人：华能吐鲁番风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：