风力发电并网功率预测的研究

1、塔里木大学毕业论文（设计）开题报告课题名称 风力发电并网功率预测的研究学生姓名脸学 号 801101111所属学院机械电气化工程学院专 业 农业电气化与自动化班 级14指导教师李*起止时间机械电气化工程学院教务办制填表说明一、学生撰写开题报告应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务

2、的学生在接到“毕 业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册 内填写，页面不够可自行添加a4纸张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。开题报告正文1课题来源及研究的目的和意义随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，而地球上可利用的常规 能源口趋匮乏。据专家预测，煤炭还可开采221年，石油39年，天然气只能用60年。 如何实现能源的持续发展，从而保证经济的可持续发展和社会的可持续发展，已经是 各国政府必须解决的大问题，即能

3、源战略问题。唯一的出路就是冇计划的利用常规能 源，节约能源，开发新能源和可再生能源。现在作为占能源消耗首位的电能是二次能 源，是由其他能源转换而来的。口前世界各国电能产生主要是靠火力发电。火力发电 以碳氢化合物为主要成分的煤、重油等为燃料，燃烧后向大气排放s02、c02等冇害气 体及烟尘、s02形成酸|*j,对农作物、森林、建筑物及金屈材料构成危害和腐蚀浪费。 c02形成温室效应，改变局部气候，造成各种自然灾害。为了减少火电对大气的污染， 实现能源的持续发展。世界各国都在积极地发展风力发电。随着全世界风力发电装机 容量的快速发展和风力发电机的成熟和不断完善，在今后10年，风力发电必将成为世 界

4、各国更加重视和重点开发的能源之一。并网风电场的输出功率受风能随机性影响很大，保证电力系统安全可靠运行成为 制约风电功率注入水平的因素之一，有效的预测将在捉高风电注入功率水平等方而发 挥出重要作用。只有较为准确地预测出并网风电机组的功率输出，才能有效提高电力 系统运行可靠性，为电网运行调度提供可靠依据，有效地降低风力发电成木，减轻风 力发电可能对电网造成的不良影响，提高风电穿透功率极限。开放屯力市场条件下， 风电销售除需考虑风力发电的不确定性z外，预测谋羌的相关成木也是考虑因素 研究表明该项成本可以达风电场发电收益的10%。另外，风电场输出预测述可为评估风 能资源与风电价值，诊断风电机组性能，最

5、大限度利用风电机组、减少风电备用机组 等提供依据。2国内外研究现状及分析2.1国外研究现状及分析丹麦是最早进行风电功率预测系统开发的国家之一，早在1990年landberg就采 用类似欧洲风图集的推理方法开发了一套风电功率预测系统oprediktor是丹麦国家实 验室开发的风屯功率预测系统，这个系统主要采用物理模型。气象数据出数值天气预 报系统高精度有限区域模型（high rcsolution limited area model, iiirlam）提供。风电功率预测工具（wind power prediction tool, wppt）由丹麦技术大学开发。 自1994年一直在丹麦西部电力系统

6、运行，从1999年开始在丹麦东部电力系统运行。 zephry是ris0（ris0已于2007年1月1日并入丹麦技术大学）和丹麦技术大学联合开 发的新一代短期风电功率预测程序。zephry集合了 prediktor和wppt的功能。previento是德国奥尔登堡大学开发的风电功率预测系统，它可以对一个较大的区 威给出2天内的功率预测。它的预测方法和prediktor类似。高级风电功率预测工具 （advanced wind power predictiontool, awppt）是 iset（德国太阳能研究所）开发的风 电功率管理系统wpms的一部分。风电功率管理系统包括在线监视系统、短期预测系

7、统 （广8h）和天前预测系统。这个模型的特点是：1）采用德国气象局提供的数值天气预报; 2）用人工神经网络计算风电场的功率输出；3）用在线外推模型计算注入到电网总的 风电功率。anem0s是欧盟资助的一个研究项目，共冇7个国家的23家科研机构参与。 anem0s的目的是开发用于陆地和海上的风电功率预测系统。anem0s将物理方法和统计 方法结合在一起。ewind是美国aws truewind公司开发的风功率预测系统。它主要包括4个部分：1) 一组高精度的3维大气物理数学模型；2)适应性统计模型；3)风电场输出模型；4) 预测结果发布系统。其它风电功率预测系统主要还有西班牙马德里卡洛斯三世大学

8、(carlos iii of madrid)开发的sipre 6 lico 西班牙可再生能源中心开发的 localpred-regiopred、在madeira岛和crete岛运行的more-care系统以及.爱尔兰开 发的honeymoon系统等。2.2我国的风力发电的概况与前景我国“十一五”国家科技支撑重大项目“大功率风电机组研制与示范”支持2. 5mw 及以上双馈式变速恒频风电机组的研制、近海风电场建设关键技术的研制、大型风电 机组相关标准的制定及风电技术发展分析等课题的研究。“十一五”末，我国风电技术 的自主研发能力将会达到世界先进水平。伴随着风力发电的发展，风力发电与电网之 间的关系

9、也越来越明显，我国的网架结构与发达国家的相比还存在劣势，当前已建成 的人型风电场收我国经济发展和风力分布的影响多处于电网末端，并网电压比较低， 无功补偿不足。风电场多数并网来达到使潮流分布在电网中发生变化，面对风电机组 的大规模投入，并网的发电机数量在降低，电力系统的暂、稳态也下降、继电保护能 力也在不断地改变。尤其在我国一些风能资源充分的省份，风力发电对电网的稳定性 有一定的影响。但目前国内尚未见到关于风力发电并网功率预测的物理方法的研究成果与工程应 用实例。随着我国风电的迅速发展，会出现短时间内大量风电场建成投产的情况，为 确保大规模风电安全、可靠、高效的并网运行，开发出满足工程应用的风电

10、功率预测 系统非常关键。3对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析3.1任务要求1、影响风力发电系统功率的因素；2、风力发电并网对电网的影响；3、风力发电功率特性及计算方法；4、相关风力发电功率预测模型的选择；5、收集相关风力发电站的相关数据，以便实施预测；6、设计说明书、完成预测数据库分析；3. 2可行性分析1、收集风力发电功率预测的分析方法和模型；2、对风力发电并网进行潮流计算；3、分析风力发电并网运行存在的影响因素；4、与指导老师讨论分析。4本课题重点研究的、关键的问题及解决的思路4. 1主要问题1、对风力发电并网运行的计算；2、功率预测模型的选择。4. 2解决思路根据某地的丿力

11、年数据建立一个合适的模型，z后再进行预测。计划釆用至少三种 方法对给定数据进行风电功率实时预测及进行误差分析，在此基础上，构建冇更高预 测精度的实时预测方法，并用预测结果说明其有效性，并分析论证阻碍风电功率实时 预测精度进一步改善的主要因素。风电功率预测精度能否无限捉高。5完成本课题所必须的工作条件及解决的办法5. 1必须工作条件想要很好的完成木次的课题，首先需要阅读大量的相关书籍，选择某一-发电厂对 其进行并网预测研究，了解风力发电并网的形式及计算方法，然后都此进行功率预测 研究，并确定出几种比较合适的预测方法，最终通过分析计算，给出谋差最小的一和| 方法，这次的课题，还需要大量的数据。5.

12、 2解决办法针对以上问题，我打算首先在网上，图书馆等阅读大量的书籍，讣自己先了解一 下，以备后面对本方面知识的需要，之后再去收集大量的相关数据及相关书籍学习潮 流计算，学习matlab软件，了解相关风力发电功率预测模型。6工作进度安排表1工作进度(以周为单位)周 周 周周周周周周周22 5 7 9 0 3 11 4 6 8第 第 第第第第第第第接受任务书，领会课题含义；查阅相关资料，理解有关文 章；写出相关开题报告一份查阅相关资料，分析设计题目含义，确定设计研究方向和 完成计划。完成方案比较，选出最优方案，建立风力发电预测模型。 研究风力发电并网功率预测的相关理论用matlab进行仿真，并比较

13、多种情况下的仿真结果。 进行毕业设计说明书写作。对毕业设计进行修改 评阅老师评阅论文 进行答辩7参考文献1 中国能源的发展与展望r北京冲国计量出版社,2003.2 贺德馨.中国风能开发利用现状与展琨j.太阳能学报(特刊)，1999.3 蒋小亮，蒋传文，彭明洪，林海涛，李了林.基于时间连续性及季节周期性的风 速短期组合预测方法j电力系统自动化，2010, 34 (15) : 75-78.4 杜颖，吕继平，李青，邓颖玲.基于最小二乘支持向量机的风电场短期风速预测j.电网技术，2008,32 (15) : 62-66.5 范高峰，王伟胜，刘纯，戴慧珠给予人工神经网络的风电功率预测j电机工程 学报，200& 28 (34) : 118-123.6 黃守道，孙