本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域，涉及一種風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
由于風(fēng)是大氣壓力差引起的空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的，風(fēng)向和風(fēng)力的大小時(shí)刻都在變化。風(fēng)力發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)所導(dǎo)致的風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)，會(huì)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)整體運(yùn)行產(chǎn)生影響，進(jìn)而會(huì)影響到整個(gè)地區(qū)總網(wǎng)內(nèi)的電壓穩(wěn)定。因此，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)特別是大容量風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)接入電網(wǎng)時(shí)，就會(huì)給整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來一定的隱患。同時(shí)，這些波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，也會(huì)嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率和使用壽命。
在此背景下風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)，有2個(gè)目的意義：第一個(gè)是提供預(yù)測(cè)的風(fēng)場(chǎng)發(fā)電信息給電網(wǎng)調(diào)度，供電網(wǎng)調(diào)度安排后續(xù)的并網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃，這對(duì)風(fēng)場(chǎng)的順利并網(wǎng)以及限電調(diào)度等都至關(guān)重要。第二個(gè)是為了更好地安排維修、生產(chǎn)計(jì)劃，預(yù)測(cè)未來電能產(chǎn)生的情況，在安全運(yùn)行的前提下，盡量維修維護(hù)作業(yè)排產(chǎn)在產(chǎn)能低的情況下進(jìn)行，從而帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。
然而，風(fēng)電場(chǎng)只通過計(jì)算預(yù)測(cè)未來風(fēng)速數(shù)據(jù)，其獲得的數(shù)據(jù)精確度不是很高，若其采用天氣預(yù)報(bào)信息，則會(huì)提供數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的精度，有利于功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，另一方面，現(xiàn)有全場(chǎng)風(fēng)電場(chǎng)分別較廣，很多風(fēng)場(chǎng)的氣象數(shù)據(jù)資源并不理想，存在有些項(xiàng)目氣象資源覆蓋范圍小，或者沒有氣象資源情況。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法，在有無氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)下都可以進(jìn)行運(yùn)作，因此極大的提升了系統(tǒng)的適應(yīng)性，當(dāng)有氣象信息的情況下可以進(jìn)一步提升預(yù)測(cè)精度。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：
一種風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法，所述的全場(chǎng)包括多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，所述的方法包括各風(fēng)電場(chǎng)分別判斷是否可以獲取天氣預(yù)報(bào)信息，當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)信息進(jìn)行功率預(yù)測(cè)、或?qū)⑻鞖忸A(yù)報(bào)信息結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)的風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)；當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練風(fēng)速預(yù)測(cè)模型，由該風(fēng)速預(yù)測(cè)模型運(yùn)算得出預(yù)測(cè)風(fēng)速，并根據(jù)該預(yù)測(cè)風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果發(fā)送至電網(wǎng)調(diào)度中心，供電網(wǎng)調(diào)度中心根據(jù)預(yù)測(cè)的功率安排后續(xù)的并網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃，及安排維修維護(hù)作業(yè)在電量產(chǎn)能低的時(shí)間段/區(qū)域進(jìn)行。
在上述方案中，各風(fēng)電場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況，來進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，其中，各風(fēng)電場(chǎng)在有氣象數(shù)據(jù)的時(shí)候，先根據(jù)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，在沒有氣象數(shù)據(jù)時(shí)，則通過風(fēng)電場(chǎng)自身預(yù)測(cè)的風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)。如此，則有利于提高全場(chǎng)風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)精度。最后在對(duì)各風(fēng)電場(chǎng)的功率相加求和得出最終全場(chǎng)功率。風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)，有兩個(gè)目的意義：第一個(gè)是提供預(yù)測(cè)的風(fēng)場(chǎng)發(fā)電信息給電網(wǎng)調(diào)度，供電網(wǎng)調(diào)度安排后續(xù)的并網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃，這對(duì)風(fēng)場(chǎng)的順利并網(wǎng)以及限電調(diào)度等都至關(guān)重要；第二個(gè)是為了更好地安排維修、生產(chǎn)計(jì)劃，預(yù)測(cè)未來電能產(chǎn)生的情況，在安全運(yùn)行的前提下，盡量維修維護(hù)作業(yè)排產(chǎn)在產(chǎn)能低的情況下進(jìn)行，從而帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明中，各風(fēng)電場(chǎng)判斷是否可以獲得氣象資源中的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，如果有氣象數(shù)據(jù)，則根據(jù)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，如果沒有氣象數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)測(cè)的風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)。這樣設(shè)計(jì)主要考慮風(fēng)速預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)并不是所有風(fēng)場(chǎng)都可以獲取，通過這樣的設(shè)計(jì)既保留了傳統(tǒng)的時(shí)序預(yù)測(cè)方式，又可以對(duì)存在氣象數(shù)據(jù)的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
優(yōu)選的，所述的風(fēng)電場(chǎng)通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練風(fēng)速預(yù)測(cè)模型，由該風(fēng)速預(yù)測(cè)模型運(yùn)算得出預(yù)測(cè)風(fēng)速，并根據(jù)該預(yù)測(cè)風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)包括以下步驟：
s1、建立各風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型，通過該風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)風(fēng)速信息；
s2、將全場(chǎng)同類型的風(fēng)機(jī)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立模型，并通過風(fēng)速、溫度、功率、偏航、風(fēng)向?qū)傩赃M(jìn)行模型訓(xùn)練，建立同類型的風(fēng)機(jī)的風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)；
s3、對(duì)步驟s2建立的各模型分別輸入對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)的風(fēng)速信息，利用模型回歸原理計(jì)算出對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)功率。其中，所述的預(yù)測(cè)的風(fēng)速信息為步驟s1中通過風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)的風(fēng)速信息。
優(yōu)選的，在步驟s1中，所述的建立各風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型，包括以各風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)的歷史數(shù)據(jù)為模型，提取風(fēng)速、風(fēng)向、溫度屬性進(jìn)行模型訓(xùn)練，建立風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型。其中，所述的歷史數(shù)據(jù)包括各風(fēng)電場(chǎng)過去一定時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的，所述的風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型使用arima模型，根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)和風(fēng)機(jī)當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)生成預(yù)測(cè)風(fēng)速信息。
優(yōu)選的，所述的風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型使用arima模型(自回歸移動(dòng)平均模型)進(jìn)行數(shù)據(jù)列學(xué)習(xí)，每日的風(fēng)速數(shù)據(jù)可以看作是隨著時(shí)間的推移而形成的一個(gè)隨機(jī)時(shí)間序列，通過對(duì)該時(shí)間序列上風(fēng)速值的隨機(jī)性、平穩(wěn)性以及季節(jié)性等因素的分析，將這些當(dāng)日風(fēng)速值之間所具有的相關(guān)性或依存關(guān)系用數(shù)學(xué)模型描述出來，從而達(dá)到利用過去及現(xiàn)在的風(fēng)速信息來預(yù)測(cè)未來風(fēng)速情況的目的。
優(yōu)選的，所述的步驟s1包括以下步驟：
s101、獲取各風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，形成風(fēng)速時(shí)間序列；
s102、對(duì)步驟s101中的風(fēng)速時(shí)間序列的風(fēng)速值的隨機(jī)性、平穩(wěn)性以及季節(jié)性因素進(jìn)行分析；
s103、將當(dāng)日風(fēng)速值之間所具有的相關(guān)性或依存關(guān)系用數(shù)學(xué)模型描述出來，從而利用過去及現(xiàn)在的風(fēng)速信息來預(yù)測(cè)未來風(fēng)速信息。
優(yōu)選的，所述的歷史數(shù)據(jù)為風(fēng)電場(chǎng)過去10-80天內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，最優(yōu)選的，所述的歷史數(shù)據(jù)為過去30天內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的，所述的根據(jù)天氣預(yù)報(bào)信息進(jìn)行功率預(yù)測(cè)包括以下步驟：
s201、建立各風(fēng)電場(chǎng)的針對(duì)天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)模型；
s202、獲取各風(fēng)電場(chǎng)的天氣預(yù)報(bào)參數(shù)，并輸入至步驟s201中的預(yù)測(cè)模型中，獲得預(yù)測(cè)結(jié)果。
優(yōu)選的，在步驟s201中，包括獲取風(fēng)電場(chǎng)地理位置對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)信息、風(fēng)電場(chǎng)歷史測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)輸出功率歷史數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)的地理位置信息以及風(fēng)機(jī)的參數(shù)，并對(duì)各數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和模型訓(xùn)練，獲得風(fēng)電場(chǎng)針對(duì)天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)模型。
優(yōu)選的，所述的獲取風(fēng)電場(chǎng)地理位置對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)信息包括，風(fēng)電廠自動(dòng)連接天氣預(yù)報(bào)服務(wù)器并由該服務(wù)器直接獲取該風(fēng)電場(chǎng)所在地理位置對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)信息，所述的天氣預(yù)報(bào)信息至少包括風(fēng)速信息、風(fēng)向信息、氣溫信息、氣壓信息及濕度信息。當(dāng)然的，也可以人工輸入對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)數(shù)信息。
優(yōu)選的，所述的結(jié)合天氣預(yù)報(bào)信息及風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)的風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)包括以下步驟：
s301、根據(jù)天氣預(yù)報(bào)信息，獲取風(fēng)速變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；
s302、根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)，建立風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型，獲得與步驟s301中的風(fēng)速變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)相同時(shí)間段內(nèi)的風(fēng)速變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；
s302、根據(jù)步驟s301和步驟s302中得出的風(fēng)速變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均計(jì)算得出優(yōu)化后的預(yù)測(cè)風(fēng)速；
s303、根據(jù)步驟s302中的優(yōu)化后的預(yù)測(cè)風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)。
在上述方案中，通過結(jié)合天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，可以減小誤差，達(dá)到較為接近實(shí)際的優(yōu)化數(shù)據(jù)。
另一方面，本發(fā)明中，步驟s2中的風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)對(duì)于功率預(yù)測(cè)的結(jié)果非常重要，將s1中獲得的預(yù)測(cè)的風(fēng)速信息與該風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)即可獲得預(yù)測(cè)的功率，因此為了提高該風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，本發(fā)明中，風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)的獲取包括以下步驟：
s401、獲取風(fēng)機(jī)歷史數(shù)據(jù)，所述的歷史數(shù)據(jù)包括了風(fēng)機(jī)的風(fēng)速值和該風(fēng)速值對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)功率值；
s402、按照步驟s401中的歷史數(shù)據(jù)繪制風(fēng)速功率散點(diǎn)圖，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行人工監(jiān)督標(biāo)記，并剔除錯(cuò)誤/異常的數(shù)據(jù)；
s403、由該風(fēng)速功率散點(diǎn)圖確定風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)；
其中，在步驟s401中，還包括對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗去除干擾或者錯(cuò)誤產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；
優(yōu)選的，所述的對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗去除干擾或者錯(cuò)誤產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括去除功率為0、功率為負(fù)數(shù)、風(fēng)速為0、風(fēng)速為負(fù)數(shù)、功率大于風(fēng)機(jī)實(shí)際功率1.2倍以上的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
其特征在于，在步驟s403中，包括在風(fēng)速功率散點(diǎn)圖上以預(yù)設(shè)風(fēng)速間隔劃分區(qū)間，分別確定各區(qū)間的中值點(diǎn)，并按照各中值點(diǎn)構(gòu)造風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線。
優(yōu)選的，所述的步驟s403中還包括以下步驟：
以每n米風(fēng)速作為切分點(diǎn)，對(duì)風(fēng)速功率散點(diǎn)圖進(jìn)行分組，獲得多個(gè)組；分別對(duì)每個(gè)組內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行中值法計(jì)算，確定每個(gè)組內(nèi)的中值點(diǎn)；根據(jù)各中值點(diǎn)構(gòu)造風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線；優(yōu)選的，所述的n為0.05-1，優(yōu)選的，所述的n為0.1。優(yōu)選的，所述的根據(jù)各中值點(diǎn)構(gòu)造風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線包括對(duì)各中值點(diǎn)進(jìn)行連線并平滑處理，優(yōu)選的，所述的平滑處理包括通過最小二乘法對(duì)各中值點(diǎn)進(jìn)行擬合。
在預(yù)測(cè)功率之后，還對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了輸出展示，以提示工作人員，比如通過顯示屏顯示預(yù)測(cè)信息，該預(yù)測(cè)信息的顯示界面包括：當(dāng)前風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示區(qū)，用戶可以選擇被監(jiān)控的不同風(fēng)場(chǎng)，選擇后顯示當(dāng)前風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)行匯總數(shù)據(jù)，當(dāng)前風(fēng)機(jī)數(shù)量，當(dāng)前運(yùn)行的總體功率以及當(dāng)前風(fēng)場(chǎng)的平均風(fēng)速。
優(yōu)選的，通過圖表的方式顯示功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)：圖表區(qū)顯示72小時(shí)發(fā)電功率曲線，該曲線圖中顯示2條功率曲線，該2條功率曲線顏色不同以區(qū)別開實(shí)際發(fā)電功率和預(yù)測(cè)發(fā)電功率，比如通過綠色線表示實(shí)際發(fā)電功率曲線，藍(lán)色線表示依照后臺(tái)預(yù)測(cè)模型運(yùn)算產(chǎn)生的預(yù)測(cè)發(fā)電功率曲線。過往數(shù)據(jù)顯示24小時(shí)，未來預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示48小時(shí)。優(yōu)選的，還包括重要數(shù)據(jù)顯示區(qū)，顯示當(dāng)前預(yù)測(cè)的全場(chǎng)功率的主要參數(shù)以及預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)信息。
采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
本發(fā)明的風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法利用灰度分析理論，結(jié)合時(shí)序分析，在存在天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和風(fēng)資源數(shù)據(jù)情況下，在輔助以風(fēng)速預(yù)測(cè)分析可以進(jìn)一步提升預(yù)測(cè)正確性。
性能提升：很多風(fēng)場(chǎng)的氣象數(shù)據(jù)資源并不理想，存在有些項(xiàng)目氣象資源覆蓋范圍小，或者沒有氣象資源情況，本方法中在有無氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)下都可以進(jìn)行運(yùn)作，因此極大的提升了系統(tǒng)的適應(yīng)性，當(dāng)有氣象信息情況下可以進(jìn)一步提升預(yù)測(cè)精度。
功能擴(kuò)展：本方法中模型訓(xùn)練方式流程確定，只要通過學(xué)習(xí)不同的風(fēng)機(jī)類型，就可以進(jìn)行橫向擴(kuò)展，可以快速的擴(kuò)充未來可以識(shí)別的風(fēng)機(jī)種類。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
附圖說明
附圖作為本發(fā)明的一部分，用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：
圖1是本發(fā)明的風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法控制流程圖。
需要說明的是，這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構(gòu)思范圍，而是通過參考特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本發(fā)明的概念。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
實(shí)施例
參見圖1所示，本發(fā)明提供一種風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法，所述的全場(chǎng)包括多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，所述的方法包括各風(fēng)電場(chǎng)分別判斷是否可以獲取天氣預(yù)報(bào)信息，當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)信息進(jìn)行功率預(yù)測(cè)、或?qū)⑻鞖忸A(yù)報(bào)信息結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)的風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)；當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練風(fēng)速預(yù)測(cè)模型，由該風(fēng)速預(yù)測(cè)模型運(yùn)算得出預(yù)測(cè)風(fēng)速，并根據(jù)該預(yù)測(cè)風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果發(fā)送至電網(wǎng)調(diào)度中心，供電網(wǎng)調(diào)度中心根據(jù)預(yù)測(cè)的功率安排后續(xù)的并網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃，及安排維修維護(hù)作業(yè)在電量產(chǎn)能低的時(shí)間段/區(qū)域進(jìn)行。
在上述方案中，各風(fēng)電場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況，來進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，其中，各風(fēng)電場(chǎng)在有氣象數(shù)據(jù)的時(shí)候，先根據(jù)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，在沒有氣象數(shù)據(jù)時(shí)，則通過風(fēng)電場(chǎng)自身預(yù)測(cè)的風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)。如此，則有利于提高全場(chǎng)風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)精度。最后在對(duì)各風(fēng)電場(chǎng)的功率相加求和得出最終全場(chǎng)功率。風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)，有兩個(gè)目的意義：第一個(gè)是提供預(yù)測(cè)的風(fēng)場(chǎng)發(fā)電信息給電網(wǎng)調(diào)度，供電網(wǎng)調(diào)度安排后續(xù)的并網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃，這對(duì)風(fēng)場(chǎng)的順利并網(wǎng)以及限電調(diào)度等都至關(guān)重要；第二個(gè)是為了更好地安排維修、生產(chǎn)計(jì)劃，預(yù)測(cè)未來電能產(chǎn)生的情況，在安全運(yùn)行的前提下，盡量維修維護(hù)作業(yè)排產(chǎn)在產(chǎn)能低的情況下進(jìn)行，從而帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明中，各風(fēng)電場(chǎng)判斷是否可以獲得氣象資源中的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，如果有氣象數(shù)據(jù)，則根據(jù)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，如果沒有氣象數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)測(cè)的風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)。這樣設(shè)計(jì)主要考慮風(fēng)速預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)并不是所有風(fēng)場(chǎng)都可以獲取，通過這樣的設(shè)計(jì)既保留了傳統(tǒng)的時(shí)序預(yù)測(cè)方式，又可以對(duì)存在氣象數(shù)據(jù)的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
優(yōu)選的，所述的風(fēng)電場(chǎng)通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練風(fēng)速預(yù)測(cè)模型，由該風(fēng)速預(yù)測(cè)模型運(yùn)算得出預(yù)測(cè)風(fēng)速，并根據(jù)該預(yù)測(cè)風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)包括以下步驟：
s1、建立各風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型，通過該風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)風(fēng)速信息；
s2、將全場(chǎng)同類型的風(fēng)機(jī)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立模型，并通過風(fēng)速、溫度、功率、偏航、風(fēng)向?qū)傩赃M(jìn)行模型訓(xùn)練，建立同類型的風(fēng)機(jī)的風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)；
s3、對(duì)步驟s2建立的各模型分別輸入對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)的風(fēng)速信息，利用模型回歸原理計(jì)算出對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)功率。其中，所述的預(yù)測(cè)的風(fēng)速信息為步驟s1中通過風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)的風(fēng)速信息。
優(yōu)選的，在步驟s1中，所述的建立各風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型，包括以各風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)的歷史數(shù)據(jù)為模型，提取風(fēng)速、風(fēng)向、溫度屬性進(jìn)行模型訓(xùn)練，建立風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型。其中，所述的歷史數(shù)據(jù)包括各風(fēng)電場(chǎng)過去一定時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的，所述的風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型使用arima模型，根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)和風(fēng)機(jī)當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)生成預(yù)測(cè)風(fēng)速信息。
優(yōu)選的，所述的風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型使用arima模型(自回歸移動(dòng)平均模型)進(jìn)行數(shù)據(jù)列學(xué)習(xí)，每日的風(fēng)速數(shù)據(jù)可以看作是隨著時(shí)間的推移而形成的一個(gè)隨機(jī)時(shí)間序列，通過對(duì)該時(shí)間序列上風(fēng)速值的隨機(jī)性、平穩(wěn)性以及季節(jié)性等因素的分析，將這些當(dāng)日風(fēng)速值之間所具有的相關(guān)性或依存關(guān)系用數(shù)學(xué)模型描述出來，從而達(dá)到利用過去及現(xiàn)在的風(fēng)速信息來預(yù)測(cè)未來風(fēng)速情況的目的。
優(yōu)選的，所述的步驟s1包括以下步驟：
s101、獲取各風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，形成風(fēng)速時(shí)間序列；
s102、對(duì)步驟s101中的風(fēng)速時(shí)間序列的風(fēng)速值的隨機(jī)性、平穩(wěn)性以及季節(jié)性因素進(jìn)行分析；
s103、將當(dāng)日風(fēng)速值之間所具有的相關(guān)性或依存關(guān)系用數(shù)學(xué)模型描述出來，從而利用過去及現(xiàn)在的風(fēng)速信息來預(yù)測(cè)未來風(fēng)速信息。
優(yōu)選的，所述的歷史數(shù)據(jù)為風(fēng)電場(chǎng)過去10-80天內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，最優(yōu)選的，所述的歷史數(shù)據(jù)為過去30天內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的，所述的根據(jù)天氣預(yù)報(bào)信息進(jìn)行功率預(yù)測(cè)包括以下步驟：
s201、建立各風(fēng)電場(chǎng)的針對(duì)天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)模型；
s202、獲取各風(fēng)電場(chǎng)的天氣預(yù)報(bào)參數(shù)，并輸入至步驟s201中的預(yù)測(cè)模型中，獲得預(yù)測(cè)結(jié)果。
優(yōu)選的，在步驟s201中，包括獲取風(fēng)電場(chǎng)地理位置對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)信息、風(fēng)電場(chǎng)歷史測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)輸出功率歷史數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)的地理位置信息以及風(fēng)機(jī)的參數(shù)，并對(duì)各數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和模型訓(xùn)練，獲得風(fēng)電場(chǎng)針對(duì)天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)模型。
優(yōu)選的，所述的獲取風(fēng)電場(chǎng)地理位置對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)信息包括，風(fēng)電廠自動(dòng)連接天氣預(yù)報(bào)服務(wù)器并由該服務(wù)器直接獲取該風(fēng)電場(chǎng)所在地理位置對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)信息，所述的天氣預(yù)報(bào)信息至少包括風(fēng)速信息、風(fēng)向信息、氣溫信息、氣壓信息及濕度信息。當(dāng)然的，也可以人工輸入對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)數(shù)信息。
優(yōu)選的，所述的結(jié)合天氣預(yù)報(bào)信息及風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)的風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)包括以下步驟：
s301、根據(jù)天氣預(yù)報(bào)信息，獲取風(fēng)速變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；
s302、根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)，建立風(fēng)速時(shí)序預(yù)測(cè)模型，獲得與步驟s301中的風(fēng)速變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)相同時(shí)間段內(nèi)的風(fēng)速變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；
s302、根據(jù)步驟s301和步驟s302中得出的風(fēng)速變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均計(jì)算得出優(yōu)化后的預(yù)測(cè)風(fēng)速；
s303、根據(jù)步驟s302中的優(yōu)化后的預(yù)測(cè)風(fēng)速進(jìn)行功率預(yù)測(cè)。
在上述方案中，通過結(jié)合天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，可以減小誤差，達(dá)到較為接近實(shí)際的優(yōu)化數(shù)據(jù)。
另一方面，本發(fā)明中，步驟s2中的風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)對(duì)于功率預(yù)測(cè)的結(jié)果非常重要，將s1中獲得的預(yù)測(cè)的風(fēng)速信息與該風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)即可獲得預(yù)測(cè)的功率，因此為了提高該風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，本發(fā)明中，風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)的獲取包括以下步驟：
s401、獲取風(fēng)機(jī)歷史數(shù)據(jù)，所述的歷史數(shù)據(jù)包括了風(fēng)機(jī)的風(fēng)速值和該風(fēng)速值對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)功率值；
s402、按照步驟s401中的歷史數(shù)據(jù)繪制風(fēng)速功率散點(diǎn)圖，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行人工監(jiān)督標(biāo)記，并剔除錯(cuò)誤/異常的數(shù)據(jù)；
s403、由該風(fēng)速功率散點(diǎn)圖確定風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線數(shù)據(jù)；
其中，在步驟s401中，還包括對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗去除干擾或者錯(cuò)誤產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；
優(yōu)選的，所述的對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗去除干擾或者錯(cuò)誤產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括去除功率為0、功率為負(fù)數(shù)、風(fēng)速為0、風(fēng)速為負(fù)數(shù)、功率大于風(fēng)機(jī)實(shí)際功率1.2倍以上的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
其特征在于，在步驟s403中，包括在風(fēng)速功率散點(diǎn)圖上以預(yù)設(shè)風(fēng)速間隔劃分區(qū)間，分別確定各區(qū)間的中值點(diǎn)，并按照各中值點(diǎn)構(gòu)造風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線。
優(yōu)選的，所述的步驟s403中還包括以下步驟：
以每n米風(fēng)速作為切分點(diǎn)，對(duì)風(fēng)速功率散點(diǎn)圖進(jìn)行分組，獲得多個(gè)組；分別對(duì)每個(gè)組內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行中值法計(jì)算，確定每個(gè)組內(nèi)的中值點(diǎn)；根據(jù)各中值點(diǎn)構(gòu)造風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線；優(yōu)選的，所述的n為0.05-1，優(yōu)選的，所述的n為0.1。優(yōu)選的，所述的根據(jù)各中值點(diǎn)構(gòu)造風(fēng)速對(duì)應(yīng)功率的曲線包括對(duì)各中值點(diǎn)進(jìn)行連線并平滑處理，優(yōu)選的，所述的平滑處理包括通過最小二乘法對(duì)各中值點(diǎn)進(jìn)行擬合。
在預(yù)測(cè)功率之后，還對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了輸出展示，以提示工作人員，比如通過顯示屏顯示預(yù)測(cè)信息，該預(yù)測(cè)信息的顯示界面包括：當(dāng)前風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示區(qū)，用戶可以選擇被監(jiān)控的不同風(fēng)場(chǎng)，選擇后顯示當(dāng)前風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)行匯總數(shù)據(jù)，當(dāng)前風(fēng)機(jī)數(shù)量，當(dāng)前運(yùn)行的總體功率以及當(dāng)前風(fēng)場(chǎng)的平均風(fēng)速。
優(yōu)選的，通過圖表的方式顯示功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)：圖表區(qū)顯示72小時(shí)發(fā)電功率曲線，該曲線圖中顯示2條功率曲線，該2條功率曲線顏色不同以區(qū)別開實(shí)際發(fā)電功率和預(yù)測(cè)發(fā)電功率，比如通過綠色線表示實(shí)際發(fā)電功率曲線，藍(lán)色線表示依照后臺(tái)預(yù)測(cè)模型運(yùn)算產(chǎn)生的預(yù)測(cè)發(fā)電功率曲線。過往數(shù)據(jù)顯示24小時(shí)，未來預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示48小時(shí)。優(yōu)選的，還包括重要數(shù)據(jù)顯示區(qū)，顯示當(dāng)前預(yù)測(cè)的全場(chǎng)功率的主要參數(shù)以及預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)信息。
本發(fā)明的風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法利用灰度分析理論，結(jié)合時(shí)序分析，在存在天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和風(fēng)資源數(shù)據(jù)情況下，在輔助以風(fēng)速預(yù)測(cè)分析可以進(jìn)一步提升預(yù)測(cè)正確性。
性能提升：很多風(fēng)場(chǎng)的氣象數(shù)據(jù)資源并不理想，存在有些項(xiàng)目氣象資源覆蓋范圍小，或者沒有氣象資源情況，本方法中在有無氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)下都可以進(jìn)行運(yùn)作，因此極大的提升了系統(tǒng)的適應(yīng)性，當(dāng)有氣象信息情況下可以進(jìn)一步提升預(yù)測(cè)精度。
功能擴(kuò)展：本方法中模型訓(xùn)練方式流程確定，只要通過學(xué)習(xí)不同的風(fēng)機(jī)類型，就可以進(jìn)行橫向擴(kuò)展，可以快速的擴(kuò)充未來可以識(shí)別的風(fēng)機(jī)種類。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明方案的范圍內(nèi)。