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    1  绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    我国风电行业正处于快速发展时期,截至 2013 年底,我国风电总装机容量达到
    91412.89MW,同比增长 21.4%。风力发电机总容量不断增大,风电在整个电网中所占的比
    例也在不断提高。风电接入电网时,必须要尽量限制风电穿透功率。风电穿透功率指的是
    风电功率与电力系统总功率的比值。有研究指出,当该功率值小于 8%时,电力系统正常
    情况下都不会出现大问题。随着该功率值的不断增大,风电在给人们创造方便的同时,也
    带来了诸多不便。特别是当该功率值超过某一限值时,可能会大幅度降低电能质量,影响
    电力系统的安全稳定运行,并可能危及系统的常规发电方式,主要表现为频率和电压会产
    生大幅度的波动。更为严重的情况是,风速太大时风力发电机组可能不能正常运行,给电
    力系统造成巨大的损失。此外,风资源间歇性很强,地理和气象因素对其影响很大,而且
    风电场的有功功率和无功功率随风速的变化而变化,风电功率的波动会对配电网的频率稳
    定、功角稳定、电压稳定、谐波、电压波动与闪变、网损及潮流分布、备用成本、发电计
    划、系统可靠性等诸多方面产生不利影响。我国风资源的分布特点使得风电场的建设较为
    集中,风能的间歇性和随机性使风电并网时对系统的影响更为突出。因此,进行风电功率
    预测的研究对于我国风电行业的发展是很重要的。
    进行短期风电功率预测,可以使电力调度部门提前了解风电功率变化趋势,从而适时
    调整调度计划,减少系统备用容量,降低运行成本。从风电开发商的角度考虑,风电场建
    成发电并参与市场竞争时,与其他可控的发电方式相比,风电的间歇性和随机性将大大降
    低其市场竞争力,甚至因供电的不可靠性受到经济惩罚。进行风电功率短期预测,是解决
    上述问题行之有效的办法,可以大幅度提高风电的市场竞争力。进行短期风电功率预测,
    还便于安排机组文护和检修,提高风电场容量系数。风电场可以根据短期预测结果,选择
    风速较小时段,对设备进行检测和文修,从而提高风电场的发电量和容量系数[1]。
    1.2 风电功率预测方法简介
    1.2.1 统计方法
    统计方法是指不考虑风速变化的物理过程,而是只考虑历史或实际数据用统计学的方
    法在预测系统的输入和输出(风电功率)之间建立一个映射关系,然后根据实际数据和数值
    天气预报数据对风电场输出功率进行预测,常用的预测模型有持续预测法、人工神经网络
    法、随机时间序列法、模糊逻辑法、空间相关性法和卡尔曼滤波法等。 (1) 持续预测法
    持续预测法是最简单的预测方法,这种方法把最近一点或最近几点的风速或功率的平
    均值作为下一点的预测值。此方法预测结果不稳定,且预测误差大。通常和其它预测方法
    组合应用[2]。
    (2) 人工神经网络法
    人工神经网络(Artificial Neural Networks,ANN)是通过模仿动物神经网络的行为特征,
    进行分布式并行信息处理的数学模型,由很多简单的处理单元(神经元)连接而成。神经
    网络系统内部结构复杂,通过不断调整内部神经元之间的连接关系,达到处理信息的目的,
    具有自组织、自适应和自学习能力。在数据预测方面,一般使神经元逐渐从它们的数据环
    境中学习,便于在复杂的数据里抓住它们之间线性和非线性的变化趋势,从包含有用信息
    和噪声的复杂数据中对某种趋势提供可靠预测。人工神经网络适合于短期风速预测[3-4]。
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