基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)及其在源荷協(xié)調(diào)中的應(yīng)用

《基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)及其在源荷協(xié)調(diào)中的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、學(xué)校代碼10530學(xué)號(hào)201510171767分類號(hào)TM73;TM61密級(jí)公開碩士學(xué)位論文基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)及其在源荷協(xié)調(diào)中的應(yīng)用學(xué)位申請(qǐng)人劉小瑞指導(dǎo)教師蘇永新副教授學(xué)院名稱信息工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)電氣工程研究方向電力系統(tǒng)自動(dòng)化二○一八年六月六日Data-drivenwindfarmpowerforecastinganditsapplicationinsource-loadcoordinationCandidateLiuXiaoruiSupervisorSuYongxinCollegeTheC

2、ollegeofInformationEngineeringProgramElectricalEngineeringSpecializationAutomationofelectricpowersystemsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,6,2018摘要現(xiàn)階段，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的需求急劇增長(zhǎng)，由于全球傳統(tǒng)化石能源儲(chǔ)量有限及環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電技術(shù)迅速成為能源界研究的熱題。然而，

3、風(fēng)電和光伏發(fā)電等具有不可控性，并且大規(guī)模能源并網(wǎng)后會(huì)給電力系統(tǒng)的安全和調(diào)度帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)精度和風(fēng)電、光伏發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)下系統(tǒng)調(diào)度問題的研究顯得尤為迫切。(1)針對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)前期SCADA(supervisiorycontrolanddataacquision)數(shù)據(jù)的處理問題，在分析了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有清洗技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)清洗方法。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)清洗方法多采用最優(yōu)組內(nèi)方差法，分別以區(qū)域內(nèi)的最大值和最小值作為基準(zhǔn)點(diǎn)，將與基準(zhǔn)點(diǎn)偏差超過閾值的數(shù)據(jù)視為異常數(shù)

4、據(jù)。該方法存在閾值難以確定的問題。一般采用人工反復(fù)試探的方法確定閾值，是這種閾值確定方法的方式效率低，通用性不強(qiáng)，科學(xué)性也值得商榷。針對(duì)上述問題，本文給出以下解決方案：首先，以風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，借助Bin法擬合出一條實(shí)際功率曲線。然后，基于該功率曲線采用雙向組內(nèi)方差法進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗。改進(jìn)后的方法不僅大大降低了數(shù)據(jù)辨識(shí)過程中對(duì)閾值的依賴，而且能實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的智能識(shí)別，避免了人工反復(fù)試探，降低了工作量。最后，結(jié)合郴州大沖風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，驗(yàn)證本文提出的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)清洗方法的有效性。(2

5、)在完成數(shù)據(jù)清洗的基礎(chǔ)上，提出了風(fēng)速預(yù)測(cè)模型和功率預(yù)測(cè)模型相結(jié)合的短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法。該部分工作分步進(jìn)行：首先，基于SCADA系統(tǒng)中的原始風(fēng)速數(shù)據(jù)，構(gòu)建風(fēng)速時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型。然后，基于清洗后的數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，構(gòu)建機(jī)組現(xiàn)實(shí)功率曲線模型。進(jìn)而通過預(yù)測(cè)的風(fēng)速找出機(jī)組現(xiàn)實(shí)功率曲線模型中對(duì)應(yīng)的功率，得到機(jī)組預(yù)測(cè)功率。分步的優(yōu)點(diǎn)是：降低“臟數(shù)據(jù)”對(duì)功率預(yù)測(cè)的干擾，以構(gòu)建出高精度的風(fēng)速與功率的映射模型。具體實(shí)現(xiàn)中，采用了主成分分析法對(duì)模型輸入項(xiàng)進(jìn)行選擇，并借助網(wǎng)格法尋優(yōu)、遺傳尋優(yōu)和粒子群尋優(yōu)等方法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了

6、優(yōu)化選擇，以保證預(yù)測(cè)精度。結(jié)合湖南郴州大沖風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的仿真和分析。(3)本文將短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果應(yīng)用到源荷調(diào)度系統(tǒng)。針對(duì)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)中風(fēng)電可用功率與系統(tǒng)自然負(fù)荷失配的問題，綜合風(fēng)電、光伏、火電等發(fā)電側(cè)資源和電動(dòng)汽車、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等需求側(cè)資源，提出了一種基于源荷協(xié)同的一體化調(diào)度模型。一方面，基于模糊約束理論，將風(fēng)電和光伏出力的不可控性進(jìn)行轉(zhuǎn)換。另一方面，在優(yōu)化目標(biāo)中綜合考慮發(fā)電和用電的成本，在約束條件中嵌入發(fā)電側(cè)與用電側(cè)互動(dòng)機(jī)制，從而以較低的成本改善可再生能源出力與負(fù)荷的供需關(guān)系。

7、用數(shù)字仿真測(cè)試了不同風(fēng)電預(yù)測(cè)精度下電動(dòng)汽車和需求響應(yīng)參與程度對(duì)調(diào)度結(jié)果的影響。結(jié)果說明綜合應(yīng)用本文提出的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)I方法和荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法既能促進(jìn)負(fù)荷與風(fēng)電、光伏出力的匹配，也能有效提升發(fā)用電經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)清洗；風(fēng)電短期功率預(yù)測(cè)；源荷協(xié)同；一體化調(diào)度IIAbstractAtthisstage,theglobaleconomicdevelopmenthasasharpincreaseindemandforelectricity.Duetothelimitednaturalfossilenerg

8、yreservesintheworldandtheincreasedawarenessofenvironmentalprotection,renewableenergypowergenerationtechnologiessuchaswindpowerandsolarenergyhavegraduallybecomehotspotsintheenergyindustry.However,windpowerandphotovoltaicpowergenerationar