风电场预测风速的有效方法探讨

风电场预测风速的有效方法探讨

苏小龙

（四川汉源铁能新能源开发有限公司四川省成都市610041）

摘要：风电场的实际发电主要是受到当地的风力的各方面的特点所影响的。风速对于风电场的发电的质量和电力系统的正常运行的影响是很大的，进一步说风速的具体数据的预测对于风电场的市场发展来说意义重大。因此相关的预测方法的发展呈现出了一种蓬勃发展的态势。

关键词：风速预测；人工神经网络；小波预测；模糊逻辑法

随着社会的不断发展，人们对于资源的损耗也不断增加，所以绿色的能源获取模式满足了当前人们对于环境保护和资源获取二者兼得的心态，而风力发电就是一个很具有代表性的例子。如果能够做到对于风速的准确预测，那么就可以提前知道未来的发电输出功率的变化，可以针对不同的变化趋势做出及时的政策调整，这对于发电厂的发展来说意义重大。本文主要是介绍了几种不同的预测方法，并且针对不同方法的各自特点进行了阐述，目的是为了帮助发电厂在使用不同的方法时能够有一个比较科学的依据。

一、几种基本的风速预测方法

1神经网络法

1.1方法简介

众所周知，人最神奇的系统就是神经系统，这种方法就是利用了神经系统的相关特性，通过一些特殊的拓扑结构模拟出神经网络的一些特点，这样就可以通过实际的操作建立起一个拓扑结构处理网络，这对于风速预测这一复杂问题的解决来说，是一个化繁为简的过程

1.2基本原理

目前比较流行的处理网络就是BP神经网络，它的实际建设过程主要是采用了神经元之间的单向链接方式，从而实现从单个输入层向单个输出层的传递，这就保证了在相关的处理过程中能够尽量避免不同过程之间产生相互干扰。通过S函数把一些特殊的神经元的信息进行数字化处理，然后经过线性分析进行传输，从而实现自身的信息传递和分析。对于学习过程的处理，主要是采用特征值处理的方法，根据不同的参数进行分析和处理，这样就可以保证学习过程能够建立起一个比较科学的数据库。如果输入是一些比较特殊的信息，该处理系统也能根据前面的学习能力给出比较合理地输出反应。这就是风速大小预测的实现全过程。

1.3优缺点分析

通过对于神经网络的模拟，可以实现自行分析、联想记忆等功能，对于实际的优化处理和非线性预测提供了比较好的解决办法，简化了复杂问题的处理流程，但是也存在很大的缺陷，主要是因为在实际的学习过程中所建立起的数据库是很庞大，如果是对于长期的风速预测可能会产生工作效率低、耗费时间长等方面的问题。

2小波预测法

2.1方法简介

小波的概念提出是前几年才提出来，这是利用片段组合城整体的思想来进行处理的，这种方法的实际可靠性已经经过了严格的数学证明，通过这一方法可以比较明确的了解到某一时刻的具体风速值。

2.2基本原理

小波变换主要是多分辨分析，这一处理方法所采用的就是将实际的信号进行一定的拆分处理，就像信号传输过程中的基带信号和载波信号一样，但是在小波变换中我们称之为细节信号和基础信号，通过对于已有气象天气的的分析，对应于实际的专家库，这样就可以找到实际的输入风速，经过小波处理，也就是对于细节信号和基础信号的相关分析，再通过风电转换器进行转化处理，这样就可以得到实际的预测输出风速。在进行小波处理时，主要是采用的AR（n）模型和最小二乘法来进行处理的，这样就可以保证对于实际的问题处理能够抽象到数学层面进行处理。

2.3优缺点分析

该方法适合对于实际的输出风速进行长期的预测，因为在预测时间不断加长预测情况下，经过小波处理后所产生的预测值无限接近实际值，在达到理想的情况下就是真实值，所以这一预测方法有一定的局限性，如果采用的是短期预测，那么可能会对于实际的准确性有一定的影响。

3模糊逻辑法

这种方法主要是对于相关的影响因素进行一定的规则库形式的处理，矩阵中的影响元素，主要是对于模糊逻辑和相关预报人员的语言以及自身的专业素质的映射。通过这些变换，就可以建立起一个比较合理的模糊规则库，再通过线性的方法对于这些规则进行处理，从而建立风速预测的全过程。因为模糊理论现在正处在发展阶段，这就使得在实际的处理过程中，产生的风速预测可能会缺乏一定的科学性。

二、预测方法的综合分析

上面介绍的预测方法，基本上可以分为两类：一类是对于已有的风速相关影响因素的分析，从而得出相关的规律，预测出未来的风速；另一类是对于风速的影响因素的所带来的实际反映的分析，从而建立起一个规律化的模板，进而进行风速预测。但是总体而言，这几种方法中，个人认为最好的就是小波预测，因为它的相关理论已经得到了完善的数学证明，并且它的相关处理办法也是比较简单的。但是在实际的预测方法选择上，要做好针对风电场自身的相关因素的全面考虑，找到适合的方法才是最主要的。

风速预测的影响因素有很多，但是实际的误差主要是来自于预测周期和该地的风力特性。考虑到实际的预测方法的特点，如果在某地的风速变化比较缓和，那么采用的相关方法得出的风速预测结果就是比较科学的，反之则不合理。

三、结语

准确地找到适合当地的风速预测方法，考虑到风力的实际特点，从而得到比较科学的风速预测，这对于相关部门的电力系统的合理调整是有很重要的意义的，同时也有利于电力市场正常发展更好地为社会的发展提供安全可靠的电力保证。

参考文献

[1]周松林.风电功率预测及微电网概率潮流分析[D].合肥工业大学,2013.

[2]李涛.支持向量机在风电功率预测中的应用研究[D].北京交通大学,2012.

[3]徐蓓蓓.风电场风速和发电功率预测研究[D].长沙理工大学,2012.

作者简介

苏小龙（1988-04-24），男，藏族，籍贯：四川省雅安市石棉县，学历：本科，当前职务：运行总值长，当前职称：电气助理工程师，研究方向：电气工程类别。