本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電，特別涉及超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)電場(chǎng)作為可再生能源的重要組成部分，其主要用途是將自然界中的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，以供人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活使用，這不僅有助于減少對(duì)化石燃料的依賴(lài)，還能有效降低碳排放，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。

2、功率預(yù)測(cè)在風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行中扮演著至關(guān)重要的角色，它通過(guò)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)未來(lái)發(fā)電能力的預(yù)估，為電網(wǎng)調(diào)度提供了重要的參考依據(jù)，精確的功率預(yù)測(cè)有助于電網(wǎng)平衡供需，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

3、然而，當(dāng)前功率預(yù)測(cè)技術(shù)仍存在一些顯著的缺點(diǎn)，首要問(wèn)題在于預(yù)測(cè)精度不足，這可能導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃與實(shí)際發(fā)電情況存在偏差，進(jìn)而影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，此外，在進(jìn)行模型仿真時(shí)，仿真結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)之間也存在較大的偏差，這進(jìn)一步削弱了功率預(yù)測(cè)的可信度，特別是對(duì)于超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)而言，由于所依賴(lài)的天氣預(yù)報(bào)精度較低，預(yù)測(cè)結(jié)果往往與實(shí)際發(fā)電情況存在顯著的差異。

4、綜上可見(jiàn)，如何提高超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度是本領(lǐng)域有待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，提高超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。其具體方案如下：

2、第一方面，本技術(shù)公開(kāi)了一種超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法，包括：

3、利用wrf模型提供的當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和歷史風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)cfd流場(chǎng)仿真模型進(jìn)行微尺度耦合仿真模擬，以得到最優(yōu)仿真參數(shù)集，并基于最優(yōu)仿真參數(shù)集進(jìn)行定向計(jì)算，以生成的風(fēng)向扇區(qū)邊界的流場(chǎng)仿真結(jié)果；

4、基于所述流場(chǎng)仿真結(jié)果外推風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)各機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速，并對(duì)所述自由流風(fēng)速進(jìn)行尾流計(jì)算，以得到各所述機(jī)位點(diǎn)處的尾流區(qū)域風(fēng)速，對(duì)所述尾流區(qū)域風(fēng)速進(jìn)行插值，以得到功率預(yù)測(cè)結(jié)果；

5、將所述功率預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行功率的第一比值確定為綜合損失因子；

6、基于當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所在地的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以得到修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；

7、根據(jù)所述修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、所述綜合損失因子以及所述流場(chǎng)仿真結(jié)果生成目標(biāo)超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果。

8、可選的，所述利用wrf模型提供的當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和歷史風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)cfd流場(chǎng)仿真模型進(jìn)行微尺度耦合仿真模擬，以得到最優(yōu)仿真參數(shù)集，包括：

9、對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的地形數(shù)據(jù)、地表粗糙度進(jìn)行預(yù)處理，以得到風(fēng)電場(chǎng)網(wǎng)格文件；

10、基于所述風(fēng)電場(chǎng)網(wǎng)格文件構(gòu)建包含湍流模型的cfd流場(chǎng)仿真模型；其中，cfd流場(chǎng)仿真模型的仿真邊界包括熱穩(wěn)定度、入口風(fēng)速條件、各風(fēng)向扇區(qū)；

11、在以wrf模型提供的當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)作為所述cfd流場(chǎng)仿真模型的入流邊界條件、以rans方程為所述cfd流場(chǎng)仿真模型的控制方程對(duì)所述cfd流場(chǎng)仿真模型進(jìn)行微尺度耦合仿真模擬時(shí)，利用歷史風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)所述入流邊界條件和所述cfd流場(chǎng)仿真模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，以得到最優(yōu)仿真參數(shù)集。

12、可選的，所述基于所述流場(chǎng)仿真結(jié)果外推風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)各機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速，包括：

13、將風(fēng)電場(chǎng)中各風(fēng)向扇區(qū)依次確定為當(dāng)前風(fēng)向扇區(qū)，并獲取所述當(dāng)前風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔的實(shí)測(cè)風(fēng)向；

14、從各風(fēng)向扇區(qū)確定出與所述目標(biāo)風(fēng)向扇區(qū)相鄰的第一風(fēng)向扇區(qū)邊界和第二風(fēng)向扇區(qū)邊界，并從所述流場(chǎng)仿真結(jié)果中提取所述第一風(fēng)向扇區(qū)邊界處的第一測(cè)風(fēng)塔仿真風(fēng)向和所述第二風(fēng)向扇區(qū)邊界處的第二測(cè)風(fēng)塔仿真風(fēng)向；

15、基于所述實(shí)測(cè)風(fēng)向確定所述第一測(cè)風(fēng)塔仿真風(fēng)向的第一權(quán)重和所述第二測(cè)風(fēng)塔仿真風(fēng)向的第二權(quán)重，并利用所述第一權(quán)重和所述第二權(quán)重確定所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔處的仿真風(fēng)速以及所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔對(duì)應(yīng)的當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的仿真風(fēng)速；

16、基于所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔處的仿真風(fēng)速和所述當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的仿真風(fēng)速確定所述當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速，以得到扇區(qū)內(nèi)各機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速。

17、可選的，所述利用所述第一權(quán)重和所述第二權(quán)重確定所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔處的仿真風(fēng)速以及所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔對(duì)應(yīng)的當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的仿真風(fēng)速，包括：

18、利用所述第一權(quán)重和所述第二權(quán)重分別對(duì)所述第一風(fēng)向扇區(qū)邊界處的第一測(cè)風(fēng)塔仿真風(fēng)向和所述第二風(fēng)向扇區(qū)邊界處的第二測(cè)風(fēng)塔仿真風(fēng)向進(jìn)行加權(quán)求和，以得到所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔處的仿真風(fēng)速；

19、利用所述第一權(quán)重和所述第二權(quán)重分別對(duì)所述第一風(fēng)向扇區(qū)邊界處的第一機(jī)位點(diǎn)處仿真風(fēng)向和所述第二風(fēng)向扇區(qū)邊界處的第二機(jī)位點(diǎn)處仿真風(fēng)向進(jìn)行加權(quán)求和，以得到所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔對(duì)應(yīng)的當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的仿真風(fēng)速。

20、可選的，所述基于所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔處的仿真風(fēng)速和所述當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的仿真風(fēng)速確定所述當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速，包括：

21、獲取所述當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的仿真風(fēng)速與所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔處的仿真風(fēng)速之間的第二比值，并將所述第二比值與所述當(dāng)前測(cè)風(fēng)塔的實(shí)測(cè)風(fēng)速之間的乘積確定為所述當(dāng)前機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速。

22、可選的，所述對(duì)所述尾流區(qū)域風(fēng)速進(jìn)行插值，以得到功率預(yù)測(cè)結(jié)果，包括：

23、對(duì)風(fēng)電場(chǎng)scada系統(tǒng)記錄的風(fēng)電機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，以得到風(fēng)電機(jī)組中各臺(tái)風(fēng)機(jī)的實(shí)際功率曲線(xiàn)；

24、基于所述實(shí)際功率曲線(xiàn)對(duì)所述尾流區(qū)域風(fēng)速進(jìn)行插值，以得到功率預(yù)測(cè)結(jié)果。

25、可選的，所述根據(jù)所述修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、所述綜合損失因子以及所述流場(chǎng)仿真結(jié)果生成目標(biāo)超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果，包括：

26、根據(jù)所述修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、所述綜合損失因子以及所述流場(chǎng)仿真結(jié)果生成初始超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果；

27、獲取風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維事件進(jìn)行功率損失評(píng)估，以得到運(yùn)維損失功率；

28、基于所述運(yùn)維損失功率對(duì)所述初始超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，以得到目標(biāo)超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果。

29、第二方面，本技術(shù)公開(kāi)了一種超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)裝置，包括：

30、模型仿真模塊，用于利用wrf模型提供的當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和歷史風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)cfd流場(chǎng)仿真模型進(jìn)行微尺度耦合仿真模擬，以得到最優(yōu)仿真參數(shù)集，并基于最優(yōu)仿真參數(shù)集進(jìn)行定向計(jì)算，以生成的風(fēng)向扇區(qū)邊界的流場(chǎng)仿真結(jié)果；

31、風(fēng)速插值模塊，用于基于所述流場(chǎng)仿真結(jié)果外推風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)各機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速，并對(duì)所述自由流風(fēng)速進(jìn)行尾流計(jì)算，以得到各所述機(jī)位點(diǎn)處的尾流區(qū)域風(fēng)速，對(duì)所述尾流區(qū)域風(fēng)速進(jìn)行插值，以得到功率預(yù)測(cè)結(jié)果；

32、損失因子獲取模塊，用于將所述功率預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行功率的第一比值確定為綜合損失因子；

33、數(shù)據(jù)修正模塊，用于基于當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所在地的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以得到修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；

34、功率預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、所述綜合損失因子以及所述流場(chǎng)仿真結(jié)果生成目標(biāo)超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果。

35、第三方面，本技術(shù)公開(kāi)了一種電子設(shè)備，包括：

36、存儲(chǔ)器，用于保存計(jì)算機(jī)程序；

37、處理器，用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)前述公開(kāi)的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法的步驟。

38、第四方面，本技術(shù)公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序；其中，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)前述公開(kāi)的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法的步驟。

39、本技術(shù)有益效果為：本技術(shù)利用wrf模型提供的當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和歷史風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)cfd流場(chǎng)仿真模型進(jìn)行微尺度耦合仿真模擬，以得到最優(yōu)仿真參數(shù)集，并基于最優(yōu)仿真參數(shù)集進(jìn)行定向計(jì)算，以生成的風(fēng)向扇區(qū)邊界的流場(chǎng)仿真結(jié)果；基于所述流場(chǎng)仿真結(jié)果外推風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)各機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速，并對(duì)所述自由流風(fēng)速進(jìn)行尾流計(jì)算，以得到各所述機(jī)位點(diǎn)處的尾流區(qū)域風(fēng)速，對(duì)所述尾流區(qū)域風(fēng)速進(jìn)行插值，以得到功率預(yù)測(cè)結(jié)果；將所述功率預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行功率的第一比值確定為綜合損失因子；基于當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所在地的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以得到修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、所述綜合損失因子以及所述流場(chǎng)仿真結(jié)果生成目標(biāo)超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果。由此可見(jiàn)，本技術(shù)利用wrf模型提供的當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和歷史風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)cfd流場(chǎng)仿真模型進(jìn)行微尺度耦合仿真模擬，即通過(guò)cfd流場(chǎng)仿真模型和wrf模型的微尺度耦合技術(shù)，以得到更加合理的最優(yōu)仿真參數(shù)集；基于最優(yōu)仿真參數(shù)集進(jìn)行定向計(jì)算，以生成的風(fēng)向扇區(qū)邊界的流場(chǎng)仿真結(jié)果，隨后基于流場(chǎng)仿真結(jié)果外推風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)各機(jī)位點(diǎn)處的自由流風(fēng)速，并進(jìn)行尾流計(jì)算和插值，得到功率預(yù)測(cè)結(jié)果，然后將功率預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行功率的第一比值確定為綜合損失因子，即綜合損失因子可以量化流場(chǎng)仿真與實(shí)際結(jié)果之間的誤差；進(jìn)一步的，針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所在地的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的偏差問(wèn)題，本技術(shù)基于當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)對(duì)天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，如此一來(lái)，根據(jù)修正后天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、綜合損失因子以及流場(chǎng)仿真結(jié)果生成的目標(biāo)超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果更加可靠、精度更高。