含风电电力系统有功功率模型预测控制方法综述 .pdfVIP

含风电电力系统有功功率模型预测控制方法综述

1.本文概述

《含风电电力系统有功功率模型预测控制方法综述》一文旨在对

当前针对含风电电力系统的有功功率预测与控制策略进行全面而深

入的梳理与探讨。随着全球可再生能源发展的加速推进，风能作为一

种清洁、可持续且资源丰富的能源形式，其在电力系统中的比重日益

增大。风电的随机性、波动性和间歇性特征给电力系统的稳定运行和

有功功率管理带来了新的挑战。研究与开发高效、精准的风电有功功

率模型预测控制技术对于确保电力系统的可靠供电、提升风电利用率

以及促进能源结构转型至关重要。

本文首先从理论基础出发，系统阐述含风电电力系统有功功率预

测的原理与方法。我们将详细介绍时间序列分析、机器学习、深度学

习等主流预测技术在风电功率预测中的应用，比较其优缺点及适用场

景，旨在为读者勾勒出该领域的技术全景。同时，文章还将探讨影响

风电功率预测精度的关键因素，如气象条件、风机特性、数据质量等，

并剖析如何通过模型优化与数据预处理等手段提高预测性能。

接着，本文将聚焦于含风电电力系统的有功功率控制策略，详细

梳理各类预测控制算法在应对风电波动性上的设计思路与实现机制。

这包括但不限于模型预测控制（MPC）、模糊逻辑控制、自适应控制、

智能优化算法（如遗传算法、粒子群优化等）及其在电力调度、储能

协调、电压稳定等实际场景中的具体应用。我们将深入剖析各类控制

策略的工作原理、动态响应特性、鲁棒性以及对风电不确定性处理的

能力，旨在揭示各方法间的异同与适用边界。

文中还将探讨含风电电力系统有功功率预测控制的必威体育精装版研究进

展与未来发展趋势。诸如大数据、云计算、物联网等新兴信息技术在

风电预测与控制中的融合应用，以及基于概率预测、多模态学习、强

化学习等先进理论的新型控制框架将得到重点关注。同时，本文还将

审视当前研究中存在的难点与挑战，如极端天气事件下的预测准确性、

大规模风电并网的协调控制问题，以及电力市场环境下风电预测控制

策略的经济性考量等。

本文将以实例分析的形式，对若干典型含风电电力系统的有功功

率预测控制项目进行评述，展示实际应用中的成功案例与经验教训，

为相关领域的研究人员、工程技术人员及决策者提供实践参考与启示。

通过本综述，读者不仅能获得含风电电力系统有功功率预测控制的系

统知识，更能把握该领域的前沿动态与未来研究方向，从而为推动风

电的高效、安全、经济利用提供理论支撑与技术借鉴。

2.风电电力系统特性分析

风电电力系统是一种融合了风力发电和传统电力系统的复合系

统，其特性分析对于理解风电对电力系统的影响以及设计有效的控制

策略至关重要。风电电力系统的主要特性包括其随机性、间歇性和不

可预测性，这些特性主要源于风力本身的自然属性和风电场的运营特

点。

风力发电受到自然风速的直接影响，风速的随机性和间歇性使得

风电输出功率呈现出相同的变化特征。这意味着风电电力系统在某一

时刻的出力可能无法预测，从而导致电力供应的不稳定性。在电力系

统中引入风电后，必须考虑如何平衡这种不确定性，以保证电力系统

的稳定运行。

风电的不可预测性给电力系统的调度和运行带来了挑战。由于无

法准确预测风电出力，电力系统调度人员难以制定精确的发电计划。

当风电出力突然增加或减少时，可能会对电力系统的稳定性产生影响，

甚至可能引发电力事故。

尽管风电具有上述挑战，但其优点也同样显著。风电是一种清洁、

可再生的能源，对于减少碳排放、应对全球气候变化具有重要意义。

同时，风电资源广泛分布于全球各地，尤其是在一些人口稀少、传统

能源短缺的地区，风电的开发利用更具价值。

风电电力系统特性的分析是一个复杂而又关键的任务。只有深入

理解风电的特性和其对电力系统的影响，我们才能设计出更加合理、

有效的风电电力系统控制策略，从而实现风电的大规模开发和利用。

总结而言，风电电力系统特性分析是风电控制策略设计的基础。

我们需要综合考虑风电的随机性、间歇性和不可预测性，以及风电的

清洁、可再生等优点，制定出既能保证电力系统稳定运行，又能充分

利用风电资源的控制策略。

3.有功功率模型构建

在含风电的电力系统中，有功功率模型构建是实现模型预测控制

的关键步骤之一。有功功率模型的准确性直接影响到预测控制的性能。

在构建有功功率模型时，需要考虑风电场的出力特性、电力系统的运

行状态以及风电与电力系统的交互影响。

风电场的出力特性是有功功率模型