當前，風電已成為我國發(fā)展新能源的*。然而，隨著風電并網(wǎng)規(guī)模的擴大，風電不確定性對大規(guī)模風電并網(wǎng)的影響也日益彰顯，棄風限電問題日趨嚴重。因此，對風電的不確定性進行系統(tǒng)的研究十分必要。本書從風的物理本質出發(fā)，結合大氣邊界層運動，湍流的相關研究，認識風速非平穩(wěn)*過程的基本特性：多尺度性、異方差性、記憶性、可預報性等，從而揭示風速預報模型的內(nèi)在結構，構建更加精確的風速預報模型；并從風速非平穩(wěn)*特性出發(fā)，認識風電單機、場群波動的基本規(guī)律。在風速特性研究的基礎上，本文結合電力系統(tǒng)實際運行平抑風功率波動的兩個必要條件，即調節(jié)范圍及調節(jié)速率的匹配，對風功率的波動范圍及變動速率進行研究，滿足電力系統(tǒng)實際控制需求。風功率的間歇性是其固有的屬性之一，是大規(guī)模風電并網(wǎng)的障礙之一。而目前鮮有關于風電間歇性的研究，本書則從大氣物理的角度出發(fā)，結合實際電力系統(tǒng)需求，定義具體的參數(shù)來定量度量風電間歇性，有助于科學深刻的認識間歇性，從而更好的削弱間歇性帶來的危害。在上述研究的基礎上，本文進一步探討了將風電不確定性特性在電力系統(tǒng)中的應用，為大規(guī)模風電的高效消納提供有效的參考信息。
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目錄
序
前言
第1章概論1
1.1概述1
1.2大規(guī)模風電并網(wǎng)的關鍵基礎問題5
1.2.1大規(guī)模風電并網(wǎng)影響研究8
1.2.2風電預報研究10
1.2.3風電特性的研究20
1.3風電不確定性建模的必要性25
1.4風速的非平穩(wěn)隨機過程26
參考文獻29
第2章風的物理本質認識37
2.1引言37
2.2大氣邊界層運動37
2.2.1氣壓梯度力37
2.2.2摩擦力38
2.2.3科里奧利力39
2.2.4離心力40
2.3大氣邊界層的基本特點40
2.3.1大氣邊界層的垂直分層40
2.3.2大氣邊界層的湍流性41
2.3.3大氣邊界層的日變化42
2.4湍流43
2.4.1湍流現(xiàn)象與雷諾實驗43
2.4.2湍流的四個重要概念44
2.4.3大氣湍流的基本特性45
2.4.4大氣湍流的產(chǎn)牛和維持47
2.4.5大氣湍流的研究方法48
2.4.6局地均勻各向同性理論與動能串級輸送49
2.4.7湍流的間歇性52
2.5本章小結54
參考文獻55
第3章風電方差建模57
3.1引言57
3.2風速方差58
3.2.1風速方差的定義58
3.2.2傳統(tǒng)方差計算方法的局限性58
3.2.3基于小波算法的風速瞬時方差計算方法59
3.3風速方差的多尺度調幅效應研究65
3.3.1風場實測風速的方差計算65
3.3.2風速方差的調幅效應67
3.3.3調幅效應的多尺度特性70
3.4風速方差的定量刻畫模型72
3.5風功率方差不確定性建模76
3.5.1風功率的調幅效應76
3.5.2風功率調幅效應的多尺度特性77
3.6風電方差多尺度調幅效應的物理機制80
3.7本章小結80
參考文獻80
第4章風電變差建模82
4.1引言82
4.2變差分析方法83
4.3風速變差分析84
4.3.1風速變差85
4.3.2風速變化率的定量刻畫模型86
4.4風功率變差不確定性模型89
4.4.1風功率變差的調制效應89
4.4.2風功率變差的定量刻畫模型90
4.5奉章小結91
參考文獻92
第5章風電頻譜特性研究93
5.1引言93
5.2風速瞬時頻譜模型93
5.3風速的多尺度調頻效應研究95
5.3.1風速的調頻效應95
5.3.2調頻效應的多尺度特性97
5.4風功率功率譜98
5.5場群瞬時功率譜特性研究99
5.5.1風電功率的功率譜估計實例分析99
5.5.2風電功率的匯聚效應101
5.6物理機制分析102
5.7本章小結103
參考文獻103
第6章風電間歇性研究及定量刻畫105
6.1引言105
6.2風速間歇性定義105
6.3風速間歇性定量研究106
6.3.1風速陡變占空比106
6.3.2統(tǒng)計參數(shù)特性分析IIO
6.3.3風功率陡變占空比115
6.4風機啟停頻度的定量研究116
6.5本章小結123
參考文獻123
第7章風速日周期特性研究124
7.1引言124
7.2時間序列的周期性分析方法124
7.3風速方差的周期特性研究125
7.3.1風速方差日周期特性125
7.3.2不同因素對風速方差日周期特性的影響133
7.3.3時變建模方法消除R周期特性的影響136
7.4風速變差的日周期特性研究138
7.5風速陡變占空比的日周期特性142
7.6日周期的物理機制分析及應用探討143
7.6.1R周期特性的物理機制分析143
7.6.2日周期對風電安全高效應用的意義分析144
7.7本章小結144
參考文獻144
第8章風速可預報性分析研究145
8.1引言145
8.2可預報性度量146
8.2.1基于自相關的可預報性度量146
8.2.2基于互相關的叮預報性度量146
8.3小時級平均風速可預報性分析147
8.4方差可預報性分析150
8.5變差可預報性分析151
8.6風速陡變占空比可預報性分析152
8.7風速預報參數(shù)的擴展154
8.8本章小結154
參考文獻154
第9章基于歷史數(shù)據(jù)的預報模型建模156
9.1引言156
9.2平均風速多尺度預報模型156
9.2.1現(xiàn)有多尺度預報模型156
9.2.2預報模型的構建157
9.2.3支持向量回歸和核嶺回歸157
9.2.4預報算例及結果分析161
9.3異方差特性建模167
9.3.1基礎知識167
9.3.2異方差噪聲特性的v支持向量回歸模型168
9.3.3預報算例及結果分析173
9.4風速其他要素預報算例175
9.4.1深度學習預報模型175
9.4.2方差預報算例及結果分析186
9.4.3變差預報算例及結果分析187
9.4.4陡變占空比預報算例及結果分析189
9.5本章小結191
參考文獻191
第10章風電不確定性模型的應用193
10.1引言193
10.2電能質量評估193
10.3計及風電功率波動的電網(wǎng)調頻能力評估195
10.3.1計及秒級風電功率波動的電網(wǎng)一次調頻能力197
10.3.2計及分鐘級風電功率波動的電網(wǎng)二次調頻能力201
10.3.3計及風電功率波動的電網(wǎng)調頻能力量化評估可行性分析202
10.4DPFRA和DSFRA在風電大規(guī)模并網(wǎng)電力系統(tǒng)中的應用204
10.4.1不同1日素對DPI;RA和DsFRA的影響204
10.4.2DPFRA和DSFRA的具體應用辦法206
10.4.3算例分析207
10.5控制策略研究213
10.5.1動態(tài)一次調頻控制策略213
10.5.2結合實測風場功率輸出的二次調頻前饋控制218
10.5.3兩種控制策略的協(xié)調配合222
10.6電力系統(tǒng)調度中的應用223
10.7多能源互補及一體化平抑策略224
10.7.1風電的多元互補策略224
10.7.2體化平抑控制策略225
10.8本章小結230
參考文獻230
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