[发明专利]一种依据数值天气预报的风电场功率预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率预测技术领域，特别涉及一种依据数值天气预报的风电场功率预测方法。

背景技术

风电具有波动性、间歇性、低能量密度等特点。随着风力发电装机容量的迅猛发展，风电的这一特点对于电网的安全、稳定运行及电能质量的影响越来越明显。准确对风电场输出功率进行预测，能使电力调度部门提前根据风电功率变化而调整调度计划，进而保证电能质量，减少电网备用容量，降低电网运行成本。这是减轻风电对电网造成不利影响的一种有效途径。

在风电场功率预测系统中，短期（未来0-48小时）数值气象预报的精度决定了短期功率预测的精度，数值天气预报（NWP，Numerical Weather Prediction）是根据大气实际情况，在一定初值和边值条件下，通过数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学方程组，预报未来天气的方法。目前国内外风电场功率预测系统均基于短期数值气象预报技术开发，由短期数值气象预报提供风速、风向等气象预测数据，风电场功率预测系统依据上述气象预测数据计算功率预测数据，每日定时（由发布到上报的时间一般不超过2小时）向考核机构上报预测结果。

短期数值气象预报必须使用全球谱模式气象预报数据提供初始气象场和侧边界条件，目前国内外多个专业气象科研机构每日定时发布全球谱模式气象预报数据（全球谱模式气象预报数据发布时间大致相同，数据压缩打包算法不同导致数据包容量大小不一致），为短期数值气象预报业务应用提供了多样选择。通过上述短期数值气象预报输出风电场区域短期预测风速、风向等气象变量，为风电场功率预测提供数据支持。

业务实践证明，采用现有技术依据短期数值气象预报进行功率预测的过程中，有可能出现全球谱模式气象数据下载失败或是预报软件主程序因时间积分步长设置过大不稳定运行导致的中断故障，以上故障会严重影响风电场功率预测业务系统的可靠性，导致无法按时向考核机构上报预测结果。

发明内容

本发明提供一种依据数值天气预报的风电场功率预测方法，解决现有技术中会出现故障的问题，以较低成本实现短期数值气象预报业务系统可靠运行。

所述的依据数值天气预报的风电场功率预测方法，包括步骤：

A、下载多套全球谱模式气象预报数据源，依据选定的数据源分别进行前处理运算，输出初值和边界值；

B、预先配置多套大气动力和物理参数方案，依据所述初值和边界值运行主程序运算，分别求解气象预报变量；

C、进行后处理运算，提取气象预报变量值；

D、依据气象预报变量进行风电场功率预测。

由上，采用多数据源以及参数方案进行前处理运算以及主程序运算，由此，当其中的运算过程出现故障时，可以采用其他数据源或参数重新运算，解决现有技术中会出现故障的问题，以较低成本实现短期数值气象预报业务系统可靠运行。

可选的，所述步骤A中，下载4套全球谱模式气象预报数据源，判断是否出现下载故障，若出现下载故障，则选取6或12小时前所下载的数据源进行前处理运算。

由上，在下载过程中，当出现所选择的所有下载源全部下载故障的极端情况，还可采用前次下载源，由上，提高可靠性，保证正常运行。

可选的，预先设定下载时限，逾期未下载完成则判断为出现下载故障。

可选的，所述步骤A还包括：依据下载耗时选择2套首选数据源和2套备选数据源。

由上，通过同时启动两个数据源的前处理程序，避免因单一全球谱模式气象预报数据源故障导致前处理中断，极大地提高了数值气象预报系统前处理阶段的可靠性。

可选的，所述步骤A与步骤B之间，还包括：判断依据首选数据源进行的前处理运算是否出现故障，若出现故障，则选择备选数据源重新进行前处理运算。

由上，可及时通过备选方案的数据源进行前处理运算，以保证两个前处理运算同时运行。

可选的，所述步骤B之前，还包括步骤B1：为前处理运算输出的初值和边界值预置至少2套主程序参数方案，包括大气动力和物理参数方案，还包括时间积分步长，针对初值和边界值启动主程序参数方案进行历史气象预报测试，依据误差确定最优主程序参数方案。

可选的，所述步骤B之后还包括步骤B2：预先设定主程序运算的输出结果时限，逾期未输出结果则判定主程序运算出现故障。

可选的，步骤B2判定主程序运算出现故障时，调整时间积分步长，并重新启动主程序运算。

由上，及时通过修改过的主程序参数方案，通过调整时间积分步长使主程序运行更加稳定，以保证两个主程序运算同时运行。