1.一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測方法,其特征在于:包括如下步驟:
(1)基于不同格點(diǎn)的NWP氣象后報(bào)結(jié)果及風(fēng)功率預(yù)測模型獲得對應(yīng)格點(diǎn)的風(fēng)電場后報(bào)功率預(yù)測結(jié)果,與風(fēng)電場歷史實(shí)際輸出功率進(jìn)行對比,獲得優(yōu)選格點(diǎn),并建立功率集成模型;
(2)基于NWP及功率預(yù)測模型的風(fēng)電功率預(yù)測結(jié)果,得到功率預(yù)測序列;
(3)將功率預(yù)測序列輸入到功率集成模型得到預(yù)測功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測方法,其特征在于:所述步驟(1)具體包括如下步驟:
(a1)按照新能源場站地理范圍,找出其所覆蓋的NWP中的格點(diǎn)群,包括格點(diǎn)1、格點(diǎn)2、……、格點(diǎn)n;
(a2)基于步驟(a1)中的格點(diǎn),提取某段歷史時(shí)期NWP相對應(yīng)的后報(bào)氣象要素序列x1、x2、……、xn;
(a3)將歷史后報(bào)的氣象要素序列x1、x2、……、xn,結(jié)合該電場的功率預(yù)測模型,獲得歷史功率后報(bào)序列p1、p2、……、pn;
(a4)結(jié)合同期歷史實(shí)測氣象數(shù)據(jù),對新能源場站的同期歷史實(shí)測功率的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除,獲得歷史實(shí)發(fā)功率序列pr1、pr2、……、prn;
(a5)分別計(jì)算歷史預(yù)報(bào)功率序列與對應(yīng)時(shí)期歷史實(shí)發(fā)功率序列的相關(guān)系數(shù)Ri和均方根誤差RMESi;
(a6)從步驟(a5)獲取的相關(guān)系數(shù)序列中選取L個(gè)最大的相關(guān)系數(shù)Rmax1、Rmax2、……、RmaxL所對應(yīng)的格點(diǎn)序列作為待選序列;
(a7)根據(jù)步驟(a6)獲得的待選序列,從中選取K個(gè)最小均方根誤差序列對應(yīng)的格點(diǎn)作為最優(yōu)預(yù)報(bào)格點(diǎn),其中K≤L;
(a8)根據(jù)獲得K個(gè)最優(yōu)預(yù)報(bào)格點(diǎn)對應(yīng)的歷史后報(bào)功率序列,以及新能源場站歷史同期實(shí)發(fā)功率序列獲得集成擬合多項(xiàng)式,進(jìn)而獲得功率集成模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測方法,其特征在于:所述步驟(a4)中異常數(shù)據(jù)包括:實(shí)發(fā)功率采集系統(tǒng)中設(shè)置的缺省值、超過收集的同類要素?cái)?shù)據(jù)集3倍標(biāo)準(zhǔn)差的奇異值、連續(xù)3個(gè)或以上時(shí)刻維持同一值的實(shí)測值以及不滿足該風(fēng)電場“風(fēng)速-功率”曲線的實(shí)測值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測方法,其特征在于:所述步驟(a5)中,相關(guān)系數(shù)Ri按以下公式計(jì)算:
其中,i為第i個(gè)格點(diǎn)序號,i=1,2,…,n,n代表格點(diǎn)總數(shù);Ri代表第i個(gè)格點(diǎn)的NWP功率預(yù)測值與實(shí)測值的相關(guān)系數(shù);pi代表第i個(gè)格點(diǎn)的NWP功率預(yù)測值;pr代表新能源場站的功率實(shí)況值;m代表功率預(yù)測值和實(shí)測值的樣本序號,m=1,2,…,M,M代表樣本總數(shù)。
均方根誤差RMESi按照以下公式計(jì)算:
其中,i為第i個(gè)格點(diǎn)序號,i=1,2,…,n,n代表格點(diǎn)總數(shù);RMSEi代表第i個(gè)NWP功率預(yù)測值與實(shí)測值的均方根誤差;pi代表第i個(gè)NWP功率預(yù)測值;pr代表功率實(shí)況值;m代表功率預(yù)測值和實(shí)測值的樣本序號,m=1,2,…,M,M代表樣本總數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測方法,其特征在于:所述步驟(a8)中,利用最小二乘法、粒子群(PSO)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法獲得功率集成模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測方法,其特征在于:最小二乘法步驟如下:
(a)由步驟(a7)篩選出的K個(gè)最優(yōu)預(yù)報(bào)格點(diǎn)對應(yīng)的歷史后報(bào)功率序列以矩陣形式表示為:
其中,n為預(yù)測功率樣本數(shù);
功率速矩陣為:
功率集成擬合多項(xiàng)式為
Pr=A·P
其中,A為常數(shù)項(xiàng)矩陣,為
(b)分別計(jì)算和其中,n為預(yù)測功率序列樣本數(shù),k為步驟(a7)篩選出的格點(diǎn)個(gè)數(shù),總數(shù)為K;
(c)利用正規(guī)方程組,求出矩陣A,獲得擬合多項(xiàng)式;
(d)根據(jù)擬合多項(xiàng)式,結(jié)合步驟(a7)篩選出的格點(diǎn)所對應(yīng)的歷史預(yù)測功率序列,獲得功率集成模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測方法,其特征在于:獲取基于NWP的風(fēng)電功率預(yù)測結(jié)果,得到功率預(yù)測序列是從NWP結(jié)果中提取出步驟(a7)篩選的K個(gè)最優(yōu)格點(diǎn)對應(yīng)的氣象要素預(yù)報(bào)值,分別輸入到功率預(yù)測模型中,得到相對應(yīng)的K個(gè)功率預(yù)測序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測方法,其特征在于:所述步驟(3)是將由步驟(2)獲得的K個(gè)功率預(yù)測序列輸入到功率集成模型中,獲得預(yù)測功率。
9.一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測裝置,其特征在于:包括
基于不同格點(diǎn)的NWP氣象后報(bào)結(jié)果及風(fēng)功率預(yù)測模型獲得對應(yīng)格點(diǎn)的風(fēng)電場后報(bào)功率預(yù)測結(jié)果,與風(fēng)電場歷史實(shí)際輸出功率進(jìn)行對比,獲得優(yōu)選格點(diǎn),并建立功率預(yù)測集成模型建立裝置;
用于基于NWP及功率預(yù)測模型的風(fēng)電功率預(yù)測結(jié)果,得到功率預(yù)測序列的功率序列預(yù)測裝置;
用于將功率預(yù)測序列輸入到功率集成模型得到預(yù)測功率的功率預(yù)測裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種利用空間多點(diǎn)功率預(yù)測特征的風(fēng)功率集成預(yù)測裝置,其特征在于:所述功率集成模型建立裝置包括
用于按照新能源場站地理范圍,找出其所覆蓋的NWP中的格點(diǎn)群,包括格點(diǎn)1、格點(diǎn)2、……、格點(diǎn)n的格點(diǎn)群選取裝置;
用于基于格點(diǎn)群選取裝置獲得的格點(diǎn)提取某段歷史時(shí)期NWP相對應(yīng)的預(yù)報(bào)氣象要素序列x1、x2、……、xn的氣象要素提取裝置;
用于將歷史后報(bào)的氣象要素序列x1、x2、……、xn結(jié)合該電場的功率預(yù)測模型,獲得歷史功率預(yù)報(bào)序列p1、p2、……、pn的歷史功率后報(bào)序列獲取裝置;
用于結(jié)合同期歷史實(shí)測氣象數(shù)據(jù)對新能源場站的同期歷史實(shí)測功率的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除,獲得歷史實(shí)發(fā)功率序列pr1、pr2、……、prn的歷史實(shí)發(fā)功率序列獲取裝置;
用于分別計(jì)算歷史預(yù)報(bào)功率序列與對應(yīng)時(shí)期歷史實(shí)發(fā)功率序列的相關(guān)系數(shù)Ri和均方根誤差RMESi的相關(guān)系數(shù)計(jì)算裝置以及均方根誤差計(jì)算裝置;
用于根據(jù)相關(guān)系數(shù)計(jì)算裝置中獲得的相關(guān)系數(shù)序列選取L個(gè)最大的相關(guān)系數(shù)Rmax1、Rmax2、……、RmaxL所對應(yīng)的格點(diǎn)序列作為待選序列的格點(diǎn)序列選取裝置;
用于根據(jù)最大相關(guān)系數(shù)選取裝置獲得的待選序列,從中選取K個(gè)最小均方根誤差序列對應(yīng)的格點(diǎn)作為最優(yōu)預(yù)報(bào)格點(diǎn),其中K≤L的最優(yōu)預(yù)報(bào)格點(diǎn)獲取裝置;
用于根據(jù)獲得K個(gè)最優(yōu)預(yù)報(bào)格點(diǎn)對應(yīng)的歷史預(yù)測功率序列,以及新能源場站歷史同期實(shí)發(fā)功率序列獲得集成擬合多項(xiàng)式,進(jìn)而獲得功率集成模型的功率集成模型獲取裝置。