甘肅某風(fēng)電基地風(fēng)能預(yù)報系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

【摘要】：本文分析了國內(nèi)外風(fēng)能預(yù)報的進展情況及未來發(fā)展趨勢,介紹了風(fēng)能預(yù)報系統(tǒng)技術(shù)原理與模型。根據(jù)甘肅風(fēng)電產(chǎn)業(yè)需求設(shè)計并建立了一套基于數(shù)值預(yù)報與統(tǒng)計預(yù)報(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))相結(jié)合的風(fēng)能預(yù)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由風(fēng)電數(shù)值天氣預(yù)報和風(fēng)電功率預(yù)報兩部分組成。氣象場預(yù)報系統(tǒng)采用中尺度數(shù)值預(yù)報模式進行降尺度和差值處理,數(shù)值預(yù)報模式分辨率為3*3 k m,其次利用動力降尺度模式將氣象場分辨率提高到1*1km,并插值到每個風(fēng)機的輪轂高度輸出未來三天72小時15分鐘時間格點的風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度、濕度等氣象要素資料;而風(fēng)電功率預(yù)報系統(tǒng)則是通過OPC接口采集風(fēng)機風(fēng)速、功率等數(shù)據(jù)結(jié)合氣象數(shù)值預(yù)報模式結(jié)果計算功率結(jié)果,利用風(fēng)機功率曲線或針對歷史氣象數(shù)據(jù)、電功率數(shù)據(jù),應(yīng)用物理方法和統(tǒng)計方法(人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、多元回歸等)建立各種氣象要素與風(fēng)機實際輸出功率間的線性模型和非線性模型,實現(xiàn)風(fēng)電場功率預(yù)測。將系統(tǒng)在甘肅某風(fēng)電場進行了本地化適用和開發(fā)、推廣應(yīng)用,經(jīng)測試表明,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,結(jié)果可靠、預(yù)測準(zhǔn)確率滿足要求,系統(tǒng)為解決因風(fēng)力發(fā)電的波動性對電網(wǎng)系統(tǒng)造成不穩(wěn)定的問題提供良好的技術(shù)支撐。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電場 功率預(yù)測 中尺度數(shù)值模式 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 預(yù)報系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 風(fēng)能預(yù)報的意義10-11
• 1.1.1 風(fēng)電大規(guī)模利用必要條件10-11
• 1.1.2 優(yōu)化電網(wǎng)運行成本11
• 1.1.3 滿足風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展要求11
• 1.1.4 優(yōu)化風(fēng)電市場價值11
• 1.2 國內(nèi)外風(fēng)能預(yù)報系統(tǒng)開發(fā)研究進展11-14
• 1.2.1 國外風(fēng)電預(yù)報發(fā)展情況12-13
• 1.2.2 國內(nèi)風(fēng)電預(yù)報發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 國外發(fā)達國家風(fēng)電預(yù)報的發(fā)展趨勢14-16
• 1.3.1 國外風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢14-15
• 1.3.2 國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢15-16
• 1.3.3 國內(nèi)存在的問題16
• 1.4 數(shù)值預(yù)報發(fā)展為風(fēng)電預(yù)報提供科技支撐16-17
• 1.4.1 業(yè)務(wù)數(shù)值模式的發(fā)展16-17
• 1.4.2 全球中期預(yù)報模式的發(fā)展17
• 1.4.3 區(qū)域數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展17
• 1.5 本論文的主要工作17-18
• 1.6 本論文結(jié)構(gòu)安排18-19
• 第二章 風(fēng)能預(yù)報技術(shù)原理與模型19-44
• 2.1 風(fēng)能預(yù)報預(yù)測方法簡介19-20
• 2.2 風(fēng)能預(yù)報的技術(shù)原理數(shù)值天氣預(yù)報20-24
• 2.2.1 數(shù)值預(yù)報原理20
• 2.2.2 我國數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀20-22
• 2.2.3 數(shù)值預(yù)報的基礎(chǔ)22-23
• 2.2.4 數(shù)值天氣預(yù)報物理過程和資料23-24
• 2.2.5 動力降尺度模式CALMET應(yīng)用效果24
• 2.3 風(fēng)能預(yù)報物理方法建模24-35
• 2.3.1 大氣運動方程24-30
• 2.3.2 局地效應(yīng)對風(fēng)電功率輸出影響30-32
• 2.3.3 風(fēng)電場尾流效應(yīng)32-35
• 2.4 風(fēng)功率預(yù)報統(tǒng)計方法35-41
• 2.4.1 影響風(fēng)電場輸出功率因素35-38
• 2.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理及算法38-41
• 2.4.3 基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)速及功率預(yù)報41
• 2.5 風(fēng)能預(yù)報其他方法41-43
• 2.5.1 基于最小二乘支持向量機的風(fēng)速時間序列分析和預(yù)測41-42
• 2.5.2 基于年度預(yù)測中有效風(fēng)速的風(fēng)電場輸出功率方法42
• 2.5.3 基于SVM的風(fēng)速風(fēng)功率預(yù)測方法42
• 2.5.4 基于非參數(shù)回歸模型的預(yù)測方法42
• 2.5.5 基于模式識別的風(fēng)電功率預(yù)測方法42-43
• 2.6 本章小結(jié)43-44
• 第三章 風(fēng)能預(yù)報系統(tǒng)設(shè)計44-95
• 3.1 風(fēng)能預(yù)報系統(tǒng)需求分析44-46
• 3.1.1 系統(tǒng)功能需求44-45
• 3.1.2 系統(tǒng)性能需求45-46
• 3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計46-51
• 3.2.1 系統(tǒng)框架及系統(tǒng)功能模塊劃分和設(shè)計47-51
• 3.2.2 系統(tǒng)流程51
• 3.3 數(shù)據(jù)采集與通訊子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)51-53
• 3.3.1 數(shù)據(jù)通訊方式53
• 3.3.2 數(shù)據(jù)通訊實現(xiàn)可定制化53
• 3.4 預(yù)報制作與查詢子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)53-68
• 3.4.1 短期預(yù)報制作系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)53-59
• 3.4.2 超短期預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)59-63
• 3.4.3 實況監(jiān)測與報警的實現(xiàn)63-66
• 3.4.4 風(fēng)能預(yù)報產(chǎn)品調(diào)閱的實現(xiàn)66-68
• 3.5 系統(tǒng)輔助管理子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)68-70
• 3.6 數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)70-89
• 3.6.1 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與訂正71-72
• 3.6.2 數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)表設(shè)計72-76
• 3.6.3 風(fēng)電場風(fēng)機數(shù)據(jù)及測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表設(shè)計76-82
• 3.6.4 限電計劃數(shù)據(jù)表設(shè)計82-83
• 3.6.5 維護計劃數(shù)據(jù)表設(shè)計83-84
• 3.6.6 風(fēng)電功率預(yù)報數(shù)據(jù)表設(shè)計84-85
• 3.6.7 超短期預(yù)報數(shù)據(jù)表設(shè)計85-87
• 3.6.8 數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)87-89
• 3.7 系統(tǒng)軟硬件配置和功能表89-94
• 3.7.1 系統(tǒng)功能表和相關(guān)界面89-91
• 3.7.2 軟件配置91-92
• 3.7.3 硬件配置92-94
• 3.8 本章小結(jié)94-95
• 第四章 風(fēng)能預(yù)報系統(tǒng)運行測試95-108
• 4.1 風(fēng)電預(yù)報產(chǎn)品評價與檢驗的方法95-96
• 4.2 風(fēng)電預(yù)報產(chǎn)品與實況對比檢驗96-104
• 4.2.1 趨勢檢驗96-101
• 4.2.2 24小時預(yù)報效果檢驗101-104
• 4.3 兩套數(shù)值預(yù)報模式對比檢驗評估104-105
• 4.4 評估結(jié)果分析105-106
• 4.5 檢驗結(jié)果106-107
• 4.5.1 酒泉干河口北大橋風(fēng)電場檢驗結(jié)果106
• 4.5.2 玉門橋灣風(fēng)電場風(fēng)電場檢驗結(jié)果106-107
• 4.6 本章小結(jié)107-108
• 第五章 結(jié)論108-109
• 致謝109-110
• 參考文獻110-115

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