Page 13 - 新能源风力发电技术与自动化技术研究

第一章 新能源发电功率预测

第一章 新能源发电功率预测

第一节 风电功率多尺度预测

一、短期风电功率预测概念和模型与方法

当今能源危机、环境污染及气候变化等问题日益凸显，各国政府越来越关注
以风力发电为代表的新能源发电技术的发展。如何立足长远，谋划确保能源供应
的可持续发展之道，抢占未来科技创新和经济发展的制高点，已成为世界各国重

点考虑的战略问题。以风力发电为代表的新能源发电技术具有清洁、低碳、可再
生等优点，为各国开展节能减排与环境保护工作提供了强大的支撑，其规模化发
展已成为世界各国政府努力研究的方向。风力发电技术在我国发展尤其迅猛，根
据国家能源局最发布的数据显示，截至 2023 年底，我国风电装机容量累计达 4.41
亿千瓦，占我国电力总装机的 15.1%，全球风电总装机的 43%，风电发电量达到

8858 亿千瓦时，占我国总发电量的 9.5%。电力系统的调控目的是保证发电量和
负荷量的动态平衡，通过火电、水电等出力稳定机组的组合、经济调度和一次调
频等调控策略，使发电量追踪可准确匹配的负荷量，维持电网功率的动态平衡。

随着电力系统中风电规模的增加，风电具有的空间尺度分散性与时间尺度强随机
波动性，使风电机组发电量的可控性降低，影响了电力系统中发电量追踪负荷量
的能力，给电力系统运行的安全性、稳定性和经济性带来了新的挑战。目前解决
该矛盾的重要手段之一是及时准确地预测未来一段时间的风电出力，准确的预测

结果可降低成本，提高风电并网的可靠性。
（一）风电预测基本概念
1. 预测的时间范畴
由风能的产生机理可知，风电场采集到的风速数据在时间上一定是关联的。

风是风力发电机的原动力，经过风力发电机的发电系统，还会保持风的强随机性、
强波动性和间歇性，风电功率数据在时间维度上也存在着一定的关联，即前一时
刻的风电功率采样值与后一时刻的风电功率采样值具有相关性。风电功率预测可

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