风电功率预测方法与计及预测误差的备用容量计算研究

摘要

风电功率的不确定性、间歇性和不可控性给风电大规模接入电网的安全稳定运行带来了挑战，准确的风电功率预测是提高其调控可靠性的重要手段。本文针对风电功率预测方法以及计及预测误差的备用容量计算展开研究，提出了具有较高预测精度的风电功率预测方法；建立了合理的风电功率预测误差模型，并提出了计及风电功率预测误差的备用容量计算方法；分析了预测误差相关性对备用容量配置的影响。本文的主要研究内容如下： 针对风电功率处于爬坡阶段时预测误差较大以及预测算法精度不足的问题，本文提出了一种基于风速局部爬坡误差校正的风电功率优化预测方法。首先采用局部爬坡误差校正改善风电功率滞后性引起的预测误差；接着利用灰狼优化算法良好的寻优能力，优化最小二乘支持向量机预测算法的参数，改善风电功率预测预测精度。仿真算例表明，将局部爬坡误差校正与灰狼算法优化预测方法相结合的风电功率预测效果最优。 针对风电功率误差客观存在且对备用容量计算具有一定影响的问题，本文提出了一种计及风电功率预测误差的备用容量计算方法。首先对预测误差的拉普拉斯分布模型进行了改进，改善其形状调整灵活性；接着基于最小化发电成本为目标的最优潮流模型，对系统各机组的运行基准点进行求解；并结合基于发电机自动发电控制的仿射模型，建立鲁棒最优潮流模型求解各自动发电控制机组参与因子；最后结合等概率转换原则，求解系统的备用容量。算例分析表明，改进拉普拉斯分布模型拟合效果较好，且备用容量计算能够较好地满足安全性和经济性的需求。 随着风机并网规模的扩大，预测误差间的相关性也不容忽视。本文研究了风电功率预测误差相关性的建模方法，并探讨了其在备用容量计算中的应用。利用Copula函数进行预测误差相关性模拟，生成了相关性样本；进一步将具有相关性的误差样本注入系统，采用模拟法求解含机会约束的最优潮流方程，确定系统备用容量。仿真分析表明，风电功率预测误差存在弱相关性，且其相关性对备用容量配置具有一定的影响。

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