1、Q / GDW 588 2011ICS 29.240 29.240 P 29.240Q/GDW備案號(hào)：CEC 4002010國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q / GDW588 2011風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能規(guī)范Function specification of wind power forecasting2011-03-03發(fā)布2011-03-03實(shí)施國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布0 Q / GDW 588 2011目次 前言II1 范圍12 規(guī)范性引用文件13 術(shù)語和定義14 預(yù)測(cè)建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備25 數(shù)據(jù)采集與處理26 預(yù)測(cè)功能要求37 統(tǒng)計(jì)分析48 界面要求49 安全防護(hù)要求510 數(shù)據(jù)輸出511 性能要求5附錄A6附錄

2、B7編制說明9前言根據(jù)關(guān)于下達(dá)2010年度國(guó)家電網(wǎng)公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制（修）訂計(jì)劃的通知（國(guó)家電網(wǎng)科2010320號(hào)）的要求，中國(guó)電力科學(xué)研究院和吉林省電力有限公司開展了風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能規(guī)范的編制工作。為進(jìn)一步提高風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理水平，規(guī)范電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)和風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，并指導(dǎo)系統(tǒng)的研發(fā)、驗(yàn)收和使用，特制訂本功能規(guī)范。本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家電力調(diào)度通信中心提出并解釋；本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家電網(wǎng)公司科技部歸口；本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院、吉林省電力有限公司；本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：劉純、裴哲義、王勃、董存、馮雙磊、范高鋒、范國(guó)英、郭雷。I風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能規(guī)范1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的功能，主

3、要包括術(shù)語和定義、預(yù)測(cè)建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集與處理、預(yù)測(cè)功能要求、統(tǒng)計(jì)分析、界面要求、安全防護(hù)要求、數(shù)據(jù)輸出及性能要求等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)和風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，系統(tǒng)的研發(fā)、驗(yàn)收和運(yùn)行可參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準(zhǔn)。Q/GDW 3922009 風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定Q/GDW 4322010 風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1風(fēng)電場(chǎng)wind farm 由一批風(fēng)電機(jī)組或風(fēng)電機(jī)組群（包括機(jī)組單元變壓器

4、）、匯集線路、主升壓變壓器及其他設(shè)備組成的發(fā)電站。3.2數(shù)值天氣預(yù)報(bào)numerical weather prediction根據(jù)大氣實(shí)際情況，在一定的初值和邊值條件下，通過大型計(jì)算機(jī)作數(shù)值計(jì)算，求解描寫天氣演變過程的流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組，預(yù)測(cè)未來一定時(shí)段的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。3.3風(fēng)電功率預(yù)測(cè)wind power forecasting以風(fēng)電場(chǎng)的歷史功率、歷史風(fēng)速、地形地貌、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)建立風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的預(yù)測(cè)模型，以風(fēng)速、功率或數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)作為模型的輸入，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)行工況，預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)未來的有功功率。3.4短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)short-t

5、erm wind power forecasting預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)次日零時(shí)起3天的有功功率，時(shí)間分辨率為15min。3.5超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)ultra-short-term wind power forecasting預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)未來0-4h的有功功率，時(shí)間分辨率不小于15min。3.6置信度confidence degree總體參數(shù)值落在樣本統(tǒng)計(jì)值某一區(qū)內(nèi)的概率。3.7風(fēng)電有效發(fā)電時(shí)間effective wind power generation time單個(gè)或多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)有功功率大于零的時(shí)間，單位為小時(shí)。3.8風(fēng)電同時(shí)率wind power simultaneity factor單個(gè)或多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)有

6、功功率與額定容量的比率。4預(yù)測(cè)建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備4.1風(fēng)電場(chǎng)歷史功率數(shù)據(jù)a）投運(yùn)時(shí)間不足1年的風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)包括投運(yùn)后的所有歷史功率數(shù)據(jù)，時(shí)間分辨率不小于5min；b）投運(yùn)時(shí)間超過1年的風(fēng)電場(chǎng)的歷史功率數(shù)據(jù)應(yīng)不少于1年，時(shí)間分辨率應(yīng)不小于5min。4.2歷史測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)a）測(cè)風(fēng)塔位置宜在風(fēng)電場(chǎng)5km范圍內(nèi)；b）應(yīng)至少包括10m、70m及以上高程的風(fēng)速和風(fēng)向以及氣溫、氣壓等信息；c）應(yīng)為最近兩年內(nèi)的數(shù)據(jù)，有效時(shí)長(zhǎng)應(yīng)不少于1年； d）數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率應(yīng)不小于10min。4.3風(fēng)電機(jī)組信息風(fēng)電機(jī)組信息應(yīng)包括機(jī)組類型，每類風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量、輪轂高度、葉輪直徑、功率曲線、推力系數(shù)曲線，每臺(tái)風(fēng)機(jī)的首次并網(wǎng)時(shí)間、風(fēng)機(jī)位置（

7、經(jīng)、緯度）、海拔高度等。4.4風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)記錄風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電機(jī)組故障和人為停機(jī)記錄，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)包括風(fēng)電場(chǎng)開機(jī)容量和限電記錄。4.5地形和粗糙度數(shù)據(jù)4.5.1地形數(shù)據(jù)應(yīng)包括對(duì)風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)10km范圍內(nèi)地勢(shì)變化的描述，格式宜為CAD文件，比例尺宜不小于1:5000。4.5.2粗糙度數(shù)據(jù)應(yīng)通過實(shí)地勘測(cè)或衛(wèi)星地圖獲取，包括對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所處區(qū)域20km范圍內(nèi)粗糙度的描述。5數(shù)據(jù)采集與處理5.1數(shù)據(jù)采集范圍數(shù)據(jù)采集至少應(yīng)包括測(cè)風(fēng)塔實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)和機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)。5.2數(shù)據(jù)采集要求5.2.1所有數(shù)據(jù)的采集應(yīng)能自動(dòng)完成，并支持通過手動(dòng)方式補(bǔ)充錄入。5.2.2測(cè)風(fēng)塔實(shí)時(shí)

8、測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)時(shí)間延遲應(yīng)小于5min，其余實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的時(shí)間延遲應(yīng)小于1min。5.2.3風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)所用的測(cè)風(fēng)塔實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：a）測(cè)風(fēng)塔至風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)傳送時(shí)間間隔應(yīng)不大于5min；b）測(cè)風(fēng)塔宜在風(fēng)電場(chǎng)外15km范圍內(nèi)且不受風(fēng)電場(chǎng)尾流效應(yīng)影響，宜在風(fēng)電場(chǎng)主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，位置應(yīng)具有代表性； c）采集量應(yīng)至少包括10m、70m及輪轂高度的風(fēng)速和風(fēng)向以及氣溫、氣壓等信息，宜包括瞬時(shí)值和5min平均值；d）電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)所用的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)由風(fēng)電場(chǎng)上傳；e）風(fēng)電場(chǎng)的測(cè)風(fēng)塔至風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)采用可靠的無線傳輸或光纖傳輸?shù)确绞剑籪）測(cè)風(fēng)

9、塔數(shù)據(jù)可用率應(yīng)大于99。5.2.4風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)的采集周期應(yīng)不大于1min，其中：a）電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)取自所在安全區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)；b）風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)取自風(fēng)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。5.2.5風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集周期應(yīng)不大于15min，應(yīng)通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)由風(fēng)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上傳。5.3數(shù)據(jù)的處理5.3.1所有數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫前應(yīng)進(jìn)行完整性及合理性檢驗(yàn)，并對(duì)缺測(cè)和異常數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充和修正。5.3.2數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)應(yīng)滿足：a）數(shù)據(jù)的數(shù)量應(yīng)等于預(yù)期記錄的數(shù)據(jù)數(shù)量；b）數(shù)據(jù)的時(shí)間順序應(yīng)符合預(yù)期的開始、結(jié)束時(shí)間，中間應(yīng)連續(xù)。5.3.3數(shù)據(jù)合理性檢驗(yàn)應(yīng)滿足：a）對(duì)功率

10、、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、測(cè)風(fēng)塔等數(shù)據(jù)進(jìn)行越限檢驗(yàn)，可手動(dòng)設(shè)置限值范圍；b）對(duì)功率的變化率進(jìn)行檢驗(yàn)，可手動(dòng)設(shè)置變化率限值；c）對(duì)功率的均值及標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行檢驗(yàn)；d）對(duì)測(cè)風(fēng)塔不同層高數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)；e）根據(jù)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)與功率數(shù)據(jù)的關(guān)系對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)。5.3.4缺測(cè)和異常數(shù)據(jù)應(yīng)按下列要求處理：a）以前一時(shí)刻的功率數(shù)據(jù)補(bǔ)全缺測(cè)的功率數(shù)據(jù)；b）以裝機(jī)容量替代大于裝機(jī)容量的功率數(shù)據(jù)；c）以零替代小于零的功率數(shù)據(jù)；d）以前一時(shí)刻功率替代異常的功率數(shù)據(jù)；e）測(cè)風(fēng)塔缺測(cè)及不合理數(shù)據(jù)以其余層高數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)性原理進(jìn)行修正；不具備修正條件的以前一時(shí)刻數(shù)據(jù)替代；f）數(shù)值天氣預(yù)報(bào)缺測(cè)及不合理數(shù)據(jù)以前一時(shí)刻數(shù)據(jù)替代；g）所有經(jīng)過

11、修正的數(shù)據(jù)以特殊標(biāo)示記錄；h）所有缺測(cè)和異常數(shù)據(jù)均可由人工補(bǔ)錄或修正。5.4數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)應(yīng)符合下列要求：a）存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行期間所有時(shí)刻的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；b）存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行期間所有時(shí)刻的功率數(shù)據(jù)、測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為15min平均數(shù)據(jù)；c）存儲(chǔ)每次執(zhí)行的短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的所有預(yù)測(cè)結(jié)果；d）存儲(chǔ)每15min滾動(dòng)執(zhí)行的超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的所有預(yù)測(cè)結(jié)果；e）預(yù)測(cè)曲線經(jīng)過人工修正后存儲(chǔ)修正前后的所有預(yù)測(cè)結(jié)果；f）所有數(shù)據(jù)至少保存10年。6預(yù)測(cè)功能要求6.1總體要求應(yīng)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)所處地理位置的氣候特征和風(fēng)電場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)情況，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)方法構(gòu)建特定的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)。根據(jù)預(yù)測(cè)時(shí)間尺度的

12、不同和實(shí)際應(yīng)用的具體需求，宜采用多種方法及模型，形成最優(yōu)預(yù)測(cè)策略。6.2預(yù)測(cè)的空間要求6.2.1預(yù)測(cè)的基本單位為單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)。6.2.2風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能預(yù)測(cè)本風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率。6.2.3電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能預(yù)測(cè)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)至整個(gè)調(diào)度管轄區(qū)域的風(fēng)電輸出功率。6.3預(yù)測(cè)的時(shí)間要求6.3.1短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)應(yīng)能預(yù)測(cè)次日零時(shí)起3天的風(fēng)電輸出功率，時(shí)間分辨率為15min。6.3.2超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)應(yīng)能預(yù)測(cè)未來0-4h的風(fēng)電輸出功率，時(shí)間分辨率不小于15min。6.4預(yù)測(cè)執(zhí)行方式6.4.1短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)應(yīng)能夠設(shè)置每日預(yù)測(cè)的啟動(dòng)時(shí)間及次數(shù)。6.4.2短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)應(yīng)支持自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)

13、測(cè)和手動(dòng)啟動(dòng)預(yù)測(cè)。6.4.3超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)應(yīng)每15min自動(dòng)執(zhí)行一次。6.5其他要求6.5.1應(yīng)支持設(shè)備故障、檢修等出力受限情況下的功率預(yù)測(cè)。6.5.2應(yīng)支持風(fēng)電場(chǎng)擴(kuò)建情況下的功率預(yù)測(cè)。6.5.3應(yīng)支持多源數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的集合預(yù)報(bào)。6.5.4 應(yīng)能對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)曲線進(jìn)行修正。6.5.5應(yīng)能對(duì)預(yù)測(cè)曲線進(jìn)行誤差估計(jì)，預(yù)測(cè)給定置信度的誤差范圍。7統(tǒng)計(jì)分析7.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)應(yīng)符合以下要求：a）參與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍應(yīng)能任意選定；b）歷史功率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)應(yīng)包括數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計(jì)、分布特性統(tǒng)計(jì)、變化率統(tǒng)計(jì)等；c）歷史測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)應(yīng)包括完整性統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速分布統(tǒng)計(jì)、風(fēng)向分布統(tǒng)計(jì)等；d）風(fēng)電場(chǎng)

14、運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)應(yīng)包括發(fā)電量、有效發(fā)電時(shí)間、最大出力及其發(fā)生時(shí)間、同時(shí)率、利用小時(shí)數(shù)及平均負(fù)荷率等參數(shù)的統(tǒng)計(jì)，并支持自動(dòng)生成指定格式的報(bào)表，各參數(shù)的計(jì)算方法參見附錄A。7.2相關(guān)性分析應(yīng)能對(duì)歷史功率數(shù)據(jù)、測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計(jì)，分析數(shù)據(jù)的不確定性可能引入的誤差。7.3誤差統(tǒng)計(jì)誤差統(tǒng)計(jì)應(yīng)符合以下要求：a）應(yīng)能對(duì)任意時(shí)間區(qū)間的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行誤差統(tǒng)計(jì)；b）應(yīng)能對(duì)多個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果分別進(jìn)行誤差統(tǒng)計(jì)；c）誤差統(tǒng)計(jì)指標(biāo)至少應(yīng)包括均方根誤差、平均絕對(duì)誤差、相關(guān)性系數(shù)、最大預(yù)測(cè)誤差等，各指標(biāo)的計(jì)算方法參見附錄B。8界面要求8.1展示界面8.1.1應(yīng)支持單個(gè)和多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)出力監(jiān)視，以地圖的形式顯示，包括

15、風(fēng)電場(chǎng)的分布、風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)功率及預(yù)測(cè)功率。8.1.2應(yīng)支持多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)出力的同步監(jiān)視，宜同時(shí)顯示系統(tǒng)預(yù)測(cè)曲線、實(shí)際功率曲線及預(yù)測(cè)誤差帶；電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)還應(yīng)能夠同時(shí)顯示風(fēng)電場(chǎng)上報(bào)預(yù)測(cè)曲線。實(shí)際功率曲線應(yīng)實(shí)時(shí)更新。8.1.3支持不同預(yù)測(cè)結(jié)果的同步顯示。8.1.4應(yīng)支持?jǐn)?shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)、實(shí)際功率、預(yù)測(cè)功率的對(duì)比，提供圖形、表格等多種可視化手段。8.1.5應(yīng)支持時(shí)間序列圖、風(fēng)向玫瑰圖、風(fēng)廓線以及氣溫、氣壓、濕度變化曲線等氣象圖表展示。8.1.6應(yīng)支持統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的展示。8.1.7監(jiān)視數(shù)據(jù)更新周期應(yīng)不大于5min。8.2操作界面8.2.1應(yīng)具備開機(jī)容量設(shè)置、調(diào)度控制設(shè)置及查詢頁

16、面。8.2.2應(yīng)支持異常數(shù)據(jù)定義設(shè)置，支持異常數(shù)據(jù)以特殊標(biāo)識(shí)顯示。8.2.3應(yīng)支持預(yù)測(cè)曲線的人工修改。8.2.4應(yīng)具備系統(tǒng)用戶管理功能，支持用戶級(jí)別和權(quán)限設(shè)置，至少應(yīng)包括系統(tǒng)管理員、運(yùn)行操作人員、瀏覽用戶等不同級(jí)別的用戶權(quán)限。8.2.5應(yīng)支持風(fēng)電場(chǎng)基本信息的查詢。8.3其他要求8.3.1應(yīng)具備功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視頁面，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。8.3.2所有的表格、曲線應(yīng)同時(shí)支持打印輸出和電子表格輸出。9安全防護(hù)要求9.1電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)和風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)均應(yīng)運(yùn)行于電力二次系統(tǒng)安全區(qū)。9.2風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)滿足電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定的要求。10數(shù)據(jù)輸出10.1電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)

17、系統(tǒng)至少應(yīng)提供次日96點(diǎn)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)和區(qū)域風(fēng)電功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；每15min提供一次未來4h單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)值的時(shí)間分辨率為15min。10.2風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)調(diào)度部門的要求向調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)至少上報(bào)次日96點(diǎn)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)曲線；每15min上報(bào)一次未來4h超短期預(yù)測(cè)曲線，預(yù)測(cè)值的時(shí)間分辨率不小于15min。10.3風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)向調(diào)度機(jī)構(gòu)上報(bào)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)曲線的同時(shí)，應(yīng)上報(bào)與預(yù)測(cè)曲線相同時(shí)段的風(fēng)電場(chǎng)預(yù)計(jì)開機(jī)容量。10.4風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能夠向調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)上傳風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，時(shí)間分辨率不小于5min。11性能要求11.

18、1電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)至少可擴(kuò)容至200個(gè)風(fēng)電場(chǎng)。11.2風(fēng)電功率預(yù)測(cè)單次計(jì)算時(shí)間應(yīng)小于5min。11.3單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)短期預(yù)測(cè)月均方根誤差應(yīng)小于20，超短期預(yù)測(cè)第4h預(yù)測(cè)值月均方根誤差應(yīng)小于15，限電時(shí)段不參與統(tǒng)計(jì)。11.4系統(tǒng)硬件平均無故障時(shí)間（MTBF）應(yīng)大于100000h。11.5系統(tǒng)月可用率應(yīng)大于99。附錄A（資料性附錄）風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法A.1風(fēng)電同時(shí)率（Fsf）（A.1）A.2平均負(fù)荷率（Flf）（A.2）i時(shí)刻的實(shí)際功率；Cap風(fēng)電場(chǎng)的開機(jī)總?cè)萘浚凰袠颖緜€(gè)數(shù)。附錄B（資料性附錄）誤差計(jì)算方法B.1均方根誤差（Erms）（B.1）B.2平均絕對(duì)誤差（Eav）（B.2

19、）B.3相關(guān)性系數(shù)（r）（B.3）B.4最大預(yù)測(cè)誤差（dmax）（B.4）式中：i時(shí)刻的實(shí)際功率；i時(shí)刻的預(yù)測(cè)功率；所有樣本實(shí)際功率的平均值；所有預(yù)測(cè)功率樣本的平均值；Cap風(fēng)電場(chǎng)的開機(jī)總?cè)萘浚凰袠颖緜€(gè)數(shù)。風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能規(guī)范編制說明目 次一、編制背景11二、編制主要原則11三、與其它標(biāo)準(zhǔn)文件的關(guān)系12四、主要工作過程12五、標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容12六、條文說明12一、編制背景大力發(fā)展風(fēng)電等先進(jìn)能源技術(shù)在改善能源結(jié)構(gòu)、減少溫室氣體排放等方面具有非常積極的作用，然而，與常規(guī)電源相比，風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率受人為因素干預(yù)較小，幾乎完全由自然條件決定。隨機(jī)變化的風(fēng)速、風(fēng)向?qū)е嘛L(fēng)電場(chǎng)輸出功率具有波動(dòng)性、間歇性、

20、隨機(jī)性的特點(diǎn)，大量風(fēng)電場(chǎng)集中并網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來影響，并成為了限制電網(wǎng)接納風(fēng)電的主要障礙之一。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率進(jìn)行預(yù)測(cè)被認(rèn)為是提高電網(wǎng)調(diào)峰能力、增強(qiáng)電網(wǎng)接納風(fēng)電發(fā)電的能力、改善電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性的最有效、最經(jīng)濟(jì)的手段之一。通過預(yù)測(cè)，風(fēng)電將從未知變?yōu)榛疽阎{(diào)度運(yùn)行人員可根據(jù)預(yù)測(cè)的波動(dòng)情況，合理安排應(yīng)對(duì)措施，提高電網(wǎng)的安全性和可靠性；而將功率預(yù)測(cè)與負(fù)荷預(yù)測(cè)相結(jié)合，還有利于調(diào)度運(yùn)行人員調(diào)整和優(yōu)化常規(guī)電源的發(fā)電計(jì)劃，改善電網(wǎng)調(diào)峰能力，增加風(fēng)電的并網(wǎng)容量；根據(jù)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)結(jié)果，只需增加對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)誤差的旋轉(zhuǎn)備用容量，可以顯著降低額外增加的旋轉(zhuǎn)備用容量，對(duì)改善電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性

21、，減少溫室氣體排放具有非常重要的意義，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)還可以增強(qiáng)風(fēng)電在電力市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，提高上網(wǎng)電價(jià)。對(duì)發(fā)電企業(yè)來說，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)有助于發(fā)電企業(yè)合理安排檢修計(jì)劃、減少棄風(fēng)，提高企業(yè)的盈利能力。本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)關(guān)于下達(dá)2010年度國(guó)家電網(wǎng)公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制（修）訂計(jì)劃的通知（國(guó)家電網(wǎng)科2010320號(hào)）的要求編寫。二、編制主要原則功能規(guī)范編制的原則是遵守現(xiàn)有相關(guān)法律、條例、標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則等，兼顧電網(wǎng)運(yùn)行和風(fēng)電發(fā)展的要求。下面列出和本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的主要國(guó)家法律和條例的部分條款。（1）中華人民共和國(guó)可再生能源法修正案（修正案）第十四條國(guó)家實(shí)行可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度。國(guó)務(wù)院能源主管部門會(huì)同國(guó)家電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)和國(guó)

22、務(wù)院財(cái)政部門，按照全國(guó)可再生能源開發(fā)利用規(guī)劃，確定在規(guī)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的可再生能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重，制定電網(wǎng)企業(yè)優(yōu)先調(diào)度和全額收購可再生能源發(fā)電的具體辦法，并由國(guó)務(wù)院能源主管部門會(huì)同國(guó)家電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)在年度中督促落實(shí)。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與按照可再生能源開發(fā)利用規(guī)劃建設(shè)，依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)符合并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量。發(fā)電企業(yè)有義務(wù)配合電網(wǎng)企業(yè)保障電網(wǎng)安全。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，擴(kuò)大可再生能源電力配置范圍，發(fā)展和應(yīng)用智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能等技術(shù)，完善電網(wǎng)運(yùn)行管理，提高吸納可再生能源電力的能力，為可再生能源發(fā)電提供

23、上網(wǎng)服務(wù)。第二十九條違反本法第十四條規(guī)定，電網(wǎng)企業(yè)未完成收購可再生能源電量的最低限額指標(biāo)的，由國(guó)家電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)責(zé)令限期改正；造成可再生能源發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失的，應(yīng)當(dāng)承擔(dān)賠償責(zé)任；拒不改正的，處以可再生能源發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失額一倍以下的罰款。（2）國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（Q/GDW 392-2009）5風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)配置風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)具有048h短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)以及15min4h超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能。風(fēng)電場(chǎng)每15min自動(dòng)向電網(wǎng)調(diào)度部門滾動(dòng)上報(bào)未來15min4h的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)曲線，預(yù)測(cè)值的時(shí)間分辨率為15min。風(fēng)電場(chǎng)每天按照電網(wǎng)調(diào)度部門規(guī)定的時(shí)間上報(bào)次日

24、024時(shí)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)曲線，預(yù)測(cè)值的時(shí)間分辨率為15min。（3）國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)范（Q/GDW 432 2010）4.4 風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)配備風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，可向調(diào)度機(jī)構(gòu)提交日前和超短期（未來15min4h）預(yù)測(cè)結(jié)果。6.6 風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)根據(jù)超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)結(jié)果，通過風(fēng)電場(chǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)，每15min自動(dòng)向調(diào)度機(jī)構(gòu)滾動(dòng)申報(bào)未來15min至4h的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)曲線。7.1 風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)根據(jù)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的日前測(cè)結(jié)果進(jìn)行上網(wǎng)電力的預(yù)測(cè)與申報(bào)工作，每日在規(guī)定的申報(bào)時(shí)間前向電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提交次日風(fēng)電功率申報(bào)曲線。7.5 電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)上報(bào)的預(yù)測(cè)曲線按日考核并發(fā)布，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)功率進(jìn)行限制

25、的時(shí)段不參與考核。功能規(guī)范編制的原則是遵守現(xiàn)有相關(guān)法律、條例、標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則等，兼顧電網(wǎng)運(yùn)行和風(fēng)電發(fā)展的要求，同時(shí)盡量使條文具有可操作性，從而指導(dǎo)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)和風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，并為系統(tǒng)的研發(fā)、驗(yàn)收和使用提供參考。由于國(guó)內(nèi)外尚無同類標(biāo)準(zhǔn)可供參考，同時(shí)國(guó)內(nèi)風(fēng)電發(fā)展迅速，因此本規(guī)范在對(duì)相關(guān)條款的描述中有所保留。三、與其它標(biāo)準(zhǔn)文件的關(guān)系本功能規(guī)范制訂時(shí)參考了調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括可再生能源法、風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定、風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)范。其中可再生能源法從法律層面確定了國(guó)家對(duì)于風(fēng)電開發(fā)利用的支持，同時(shí)指出發(fā)電企業(yè)有義務(wù)配合電網(wǎng)企業(yè)保障電網(wǎng)安全；風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技

26、術(shù)規(guī)定和風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)范要求風(fēng)電場(chǎng)必須配備風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，并向調(diào)度機(jī)構(gòu)上報(bào)短期和超短期預(yù)測(cè)功率，風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)范同時(shí)還提出電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)上報(bào)的預(yù)測(cè)期限進(jìn)行考核。以上一系列法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)和執(zhí)行，有效地規(guī)范了電網(wǎng)運(yùn)行和風(fēng)電的開發(fā)利用，但是目前國(guó)內(nèi)外尚無對(duì)應(yīng)的文件對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行規(guī)范，因此本功能規(guī)范是上述標(biāo)準(zhǔn)的重要補(bǔ)充。四、主要工作過程本項(xiàng)目的執(zhí)行期為2010年1月至2010年12月，項(xiàng)目的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間為2009年7月。制訂過程中結(jié)合實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)，多次廣泛征求意見，于2010年8月形成風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能規(guī)范送審稿，并于2010年12月順利通過送審稿專家評(píng)審會(huì)。（1）20

27、09年7月，確立工作總體目標(biāo)，確定參編單位及人員，開展課題前期研究工作。（2）2009年8月至9月，廣泛調(diào)研各網(wǎng)省公司及風(fēng)電場(chǎng)的具體應(yīng)用需求，并詳細(xì)查閱國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究水平，確立了本功能規(guī)范的初步框架和內(nèi)容。（3）2009年10月至12月，根據(jù)調(diào)研結(jié)果，結(jié)合我國(guó)其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的要求，編寫本功能規(guī)范的初稿。（4）2010年1月，在國(guó)網(wǎng)公司范圍內(nèi)廣泛征求相關(guān)專家的意見并進(jìn)行修改。（5）2010年2月，作為技術(shù)文件下發(fā)各網(wǎng)省公司（國(guó)家電網(wǎng)調(diào)2010201號(hào)），并收集意見。（6）2010年3至4月，根據(jù)討論意見對(duì)功能規(guī)范初稿進(jìn)行修訂，形成征求意見稿。（7）2010年4月至6月，征求意見稿在網(wǎng)上進(jìn)行

28、公示，接受社會(huì)范圍監(jiān)督。（8）2010年7月，根據(jù)反饋意見對(duì)征求意見稿進(jìn)行修改。（9）2010年8月，通過標(biāo)準(zhǔn)形式審查，形成送審稿。（10）2010年12月，組織專家對(duì)送審稿進(jìn)行評(píng)審，按照修改意見修改后形成報(bào)批稿。五、標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 1.12000標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則和DL/T 6002001電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫基本規(guī)定的編寫要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)編制。標(biāo)準(zhǔn)的主要結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下：1. 目次；2. 前言；3. 功能規(guī)范正文，共設(shè)11章：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、預(yù)測(cè)建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集與處理、預(yù)測(cè)功能要求、統(tǒng)計(jì)分析、界面要求、安全防護(hù)要求、數(shù)據(jù)輸出、性能要求

29、；此外包括2個(gè)附錄，分別列出了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)及誤差計(jì)算方法。六、條文說明本功能規(guī)范制定時(shí)主要考慮以下幾方面：預(yù)測(cè)建模數(shù)據(jù)要求、數(shù)據(jù)采集與處理、預(yù)測(cè)功能要求、安全防護(hù)要求、性能指標(biāo)等。（1）預(yù)測(cè)建模數(shù)據(jù)要求基礎(chǔ)資料的質(zhì)量直接影響預(yù)測(cè)效果，本部分對(duì)風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建所需的基礎(chǔ)資料進(jìn)行明確界定。風(fēng)電場(chǎng)歷史功率數(shù)據(jù)是建立統(tǒng)計(jì)模型的基礎(chǔ)，一般來說，為了保證模型的泛化能力，至少需要一年的歷史數(shù)據(jù)作為支撐；對(duì)于新建風(fēng)電場(chǎng)，實(shí)際運(yùn)行功率數(shù)據(jù)可對(duì)通過其他方法構(gòu)建的模型進(jìn)行修正。測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)對(duì)于預(yù)測(cè)精度的提高非常重要，可根據(jù)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)對(duì)歷史功率進(jìn)行甄別篩選，剔除錯(cuò)誤功率數(shù)據(jù)，同時(shí)可對(duì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。測(cè)風(fēng)塔

30、數(shù)據(jù)應(yīng)能夠反映風(fēng)電場(chǎng)所處區(qū)域的風(fēng)況，因此要求測(cè)風(fēng)塔在風(fēng)電場(chǎng)5km范圍內(nèi)，且時(shí)間區(qū)間盡量與歷史功率數(shù)據(jù)同步；由于歷史測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)周期一般為10min，因此對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率并未提出更高的要求。在風(fēng)電場(chǎng)歷史功率不具備的情況下，可根據(jù)風(fēng)電機(jī)組信息、地形和粗糙度數(shù)據(jù)建立風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的物理模型，以保證功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)隨風(fēng)電場(chǎng)同步投運(yùn)。（2）數(shù)據(jù)采集與處理風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行需要大量數(shù)據(jù)作支撐，包括測(cè)風(fēng)塔實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)和機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，本節(jié)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)及處理方式提出了明確的要求。預(yù)測(cè)系統(tǒng)需實(shí)時(shí)運(yùn)行，因此所有數(shù)據(jù)采集應(yīng)可自動(dòng)完成，在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，數(shù)據(jù)應(yīng)可以進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)錄。考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性，因此對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)效性提出了明確要求，即：測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)的時(shí)間延遲小于5min，其余實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的時(shí)間延遲小于1min。實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)對(duì)于超短期功率預(yù)測(cè)和短期預(yù)測(cè)結(jié)果的修正非常重要，數(shù)據(jù)應(yīng)不受風(fēng)電場(chǎng)尾流效應(yīng)的影響，且能真實(shí)反映風(fēng)電場(chǎng)所處區(qū)域的風(fēng)況，因此風(fēng)機(jī)機(jī)頭處的測(cè)風(fēng)設(shè)備是不滿足應(yīng)用要求的。根據(jù)理論計(jì)算，風(fēng)電場(chǎng)外1-5km范圍內(nèi)的地區(qū)受尾流效應(yīng)影響較小，因此建議實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)塔安裝在風(fēng)電場(chǎng)外1-5km范圍內(nèi)，且位置應(yīng)具有代表性。風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)和調(diào)度機(jī)構(gòu)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)是同步運(yùn)行的，因此