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基于风速高相关分区的风电场风速预报订正

石岚 徐丽娜 郝玉珠

石岚, 徐丽娜, 郝玉珠. 基于风速高相关分区的风电场风速预报订正. 应用气象学报, 2016, 27(4): 506-512. DOI: 10.11898/1001-7313.20160414..
引用本文: 石岚, 徐丽娜, 郝玉珠. 基于风速高相关分区的风电场风速预报订正. 应用气象学报, 2016, 27(4): 506-512. DOI: 10.11898/1001-7313.20160414.
Shi Lan, Xu Lina, Hao Yuzhu. The correction of forecast wind speed in a wind farm based on partitioning of the high correlation of wind speed. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(4): 506-512. DOI:  10.11898/1001-7313.20160414.
Citation: Shi Lan, Xu Lina, Hao Yuzhu. The correction of forecast wind speed in a wind farm based on partitioning of the high correlation of wind speed. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(4): 506-512. DOI:  10.11898/1001-7313.20160414.

基于风速高相关分区的风电场风速预报订正

DOI: 10.11898/1001-7313.20160414
资助项目: 

中国气象局气象关键技术集成与应用项目 CMAGJ2015Z13

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201206026

详细信息
    通信作者:

    石岚, email: lan_shi@sina.com

The Correction of Forecast Wind Speed in a Wind Farm Based on Partitioning of the High Correlation of Wind Speed

  • 摘要: 为了提高风电场风速预报和功率预测的精度和准确率,并考虑风机测风数据的不稳定因素,以多年服务的内蒙古中部某风力发电场A为研究区,在勘察风电场地形及风机布局后,按照季节、风向进行风机间风速时空相关性分析,划分出风机轮毂高度风速高相关为典型特征的风机网格分类片区,采用卡尔曼滤波方法,通过直接和间接两种订正方案,分别进行风机片区风速订正。结果表明:风速高相关风机片区的划分,对于提高风电场风速预报及功率预测精度和准确率具有一定作用,利用风电场区测风塔梯度观测风速,对风机片区进行间接订正,可有效改善数值模式预报风速,15个片区类型下相关系数由0.18~0.72提高至0.67~0.91,误差绝对值由1.6~2.9 m·s-1降低至1.0~1.5 m·s-1
  • 图  1  2011年11月—2012年10月风电场A测风塔风速特征

    (a) 平均风速 (单位:m·s-1),(b) 频次分布

    Fig. 1  Annual wind speed characteristics of wind tower at wind farm A from Nov 2011 to Oct 2012

    (a) average wind speed (unit:m·s-1), (b) frequency distribution

    图  2  不同片区类型模式预报、直接订正、间接订正风速与风机片区观测风速的相关系数 (R) 和误差绝对值 (E) 对比

    (a) 东北风向,(b) 西北风向,(c) 东南风向,(d) 西南风向

    Fig. 2  The correlation coefficient and absolute value of error comparisons between numerical model forecast, direct correction, indirect correction and observed wind speed of turbine groups

    (a) NE wind direction, (b) NW wind direction, (c) SE wind direction, (d) SW wind direction

    图  3  不同片区类型直接订正与间接订正在各风速段内误差绝对值 (E) 对比

    (a) 东北风向,(b) 西北风向,(c) 东南风向,(d) 西南风向

    Fig. 3  The absolute value of error comparisons between direct correction and indirect correction of each wind speed range of turbine groups

    (a) NE wind direction, (b) NW wind direction, (c) SE wind direction, (d) SW wind direction

    图  4  风机片区间接订正相关系数增长百分比

    (a) 东北风向,(b) 西北风向,(c) 东南风向,(d) 西南风向

    Fig. 4  The incremental ratio of correlation coefficient after indirect correction

    (a) NE wind direction, (b) NW wind direction, (c) SE wind direction, (d) SW wind direction

    图  5  风机片区间接订正误差绝对值下降百分比

    (a) 东北风向,(b) 西北风向,(c) 东南风向,(d) 西南风向

    Fig. 5  The drop ratio of average absolute value of error after indirect correction

    (a) NE wind direction, (b) NW wind direction, (c) SE wind direction, (d) SW wind direction

    表  1  不同风向相似特征月的片区类型划分

    Table  1  The division of wind turbine groups of similar characteristic month in different wind directions

    风向 片区类型
    东北 NE1(1—3月) NE2(4—7月) NE3(8—10月) NE4(11—12月)
    西北 NW1(1, 3月) NW2(2, 4—5, 12月) NW3(6—9月) NW4(10—11月)
    东南 SE1(1—4月, 12月) SE2(5—8月) SE3(9—11月)
    西南 SW1(11—12月, 1—2月) SW2(3月) SW3(4—7月) SW4(8—10月)
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-02
  • 修回日期:  2016-03-02
  • 刊出日期:  2016-07-31

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