ICS

分類號：

備案號：

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

DL/

風(fēng)電功率預(yù)測功能規(guī)范

Functionspecificationofwindpowerforecasting

（送審稿）

20--發(fā)布20--實(shí)施

中華人民共和國國家能源局發(fā)布

DL/

前言

為了規(guī)范電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)和風(fēng)電場的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的建設(shè)，并指導(dǎo)系統(tǒng)的研發(fā)、驗(yàn)收和使用，特

制訂風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)功能規(guī)范。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由能源行業(yè)風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：中國電力科學(xué)研究院、國家電力調(diào)度通信中心、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、石永剛、范國英、郭雷。

II

DL

風(fēng)電功率預(yù)測功能規(guī)范

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的功能，主要包括術(shù)語和定義、預(yù)測建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集與處

理、預(yù)測功能要求、統(tǒng)計分析、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)電場風(fēng)電功率預(yù)測系統(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)。

GB/T19963-200風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

電監(jiān)安全[2006]34號電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案

電監(jiān)會5號令電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定

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windfarm

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）、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numericalweatherprediction

根據(jù)大氣實(shí)際情況，在一定的初值和邊值條件下，通過大型計算機(jī)作數(shù)值計算，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)測未來一定時段的大氣運(yùn)動狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。

3.3

風(fēng)電功率預(yù)測windpowerforecasting

以風(fēng)電場的歷史功率、歷史風(fēng)速、地形地貌、數(shù)值天氣預(yù)報、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)建立風(fēng)電場

輸出功率的預(yù)測模型，以風(fēng)速、功率或數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)作為模型的輸入，結(jié)合風(fēng)電場機(jī)組的設(shè)備狀態(tài)

及運(yùn)行工況，預(yù)測風(fēng)電場未來的有功功率。

3.4

短期風(fēng)電功率預(yù)測short-termwindpowerforecasting

1

DL/

預(yù)測風(fēng)電場次日零時起3天的有功功率，時間分辨率為15min。

3.5

超短期風(fēng)電功率預(yù)測ultra-short-termwindpowerforecasting

預(yù)測風(fēng)電場未來0-4h的有功功率，時間分辨率不小于15min。

3.6

置信度confidencedegree

總體參數(shù)值落在樣本統(tǒng)計值某一區(qū)內(nèi)的概率。

3.7

風(fēng)電有效發(fā)電時間effectivewindpowergenerationtime

單個或多個風(fēng)電場有功功率大于零的時間，單位為小時。

3.8

風(fēng)電同時率windpowersimultaneityfactor

單個或多個風(fēng)電場有功功率與額定容量的比率。

4預(yù)測建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

4.1風(fēng)電場歷史功率數(shù)據(jù)

a)投運(yùn)時間不足1年的風(fēng)電場應(yīng)包括投運(yùn)后的所有歷史功率數(shù)據(jù)，時間分辨率不小于5min；

b)投運(yùn)時間超過1年的風(fēng)電場的歷史功率數(shù)據(jù)應(yīng)不少于1年，時間分辨率應(yīng)不小于5min。

4.2歷史測風(fēng)塔數(shù)據(jù)

a)測風(fēng)塔位置宜在風(fēng)電場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)，長度應(yīng)不少于1年；

d)數(shù)據(jù)的時間分辨率應(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，每臺風(fēng)機(jī)的首次并網(wǎng)時間、風(fēng)機(jī)位置（經(jīng)、緯度）、海拔高度等。

4.4風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場運(yùn)行狀態(tài)記錄

風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電機(jī)組故障及人為停機(jī)記錄或風(fēng)電場開機(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)包括對風(fēng)電場區(qū)域內(nèi)10km范圍內(nèi)地勢變化的描述，格式宜為CAD文件，比例尺宜

2

DL

不小于1:5000。

4.5.2粗糙度數(shù)據(jù)應(yīng)通過實(shí)地勘測或衛(wèi)星地圖獲取，包括對風(fēng)電場所處區(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)包括測風(fēng)塔實(shí)時測風(fēng)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場實(shí)時功率數(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)能自動完成，并能通過手動方式補(bǔ)充錄入。

5.2.2測風(fēng)塔實(shí)時測風(fēng)數(shù)據(jù)時間延遲應(yīng)小于5min，其余實(shí)時數(shù)據(jù)的時間延遲應(yīng)小于1min。

5.2.3風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)所用的測風(fēng)塔實(shí)時測風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：

a)測風(fēng)塔至風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的實(shí)時測風(fēng)數(shù)據(jù)傳送時間間隔應(yīng)不大于5min；

b)測風(fēng)塔宜在風(fēng)電場外1~5km范圍內(nèi)且不受風(fēng)電場尾流效應(yīng)影響，宜在風(fēng)電場主導(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)測系統(tǒng)所用的測風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)由風(fēng)電場上傳；

e)風(fēng)電場的測風(fēng)塔至風(fēng)電功率預(yù)測系統(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?/p>

f)測風(fēng)塔數(shù)據(jù)可用率應(yīng)大于99%。

5.2.4風(fēng)電場實(shí)時功率數(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；

b)風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)取自風(fēng)電場升壓站計算機(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)電場計算機(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)，并對缺測和異常數(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)的時間順序應(yīng)符合預(yù)期的開始、結(jié)束時間，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)對功率、數(shù)值天氣預(yù)報、測風(fēng)塔等數(shù)據(jù)進(jìn)行越限檢驗(yàn)，可手動設(shè)置限值范圍；

b)對功率的變化率進(jìn)行檢驗(yàn)，可手動設(shè)置變化率限值；

c)對功率的均值及標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行檢驗(yàn)；

3

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d)對測風(fēng)塔不同層高數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)；

e)根據(jù)測風(fēng)數(shù)據(jù)與功率數(shù)據(jù)的關(guān)系對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)。

5.3.4缺測和異常數(shù)據(jù)應(yīng)按下列要求處理：

a)以前一時刻的功率數(shù)據(jù)補(bǔ)全缺測的功率數(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)以前一時刻功率替代異常的功率數(shù)據(jù)；

e)測風(fēng)塔缺測及不合理數(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

時刻數(shù)據(jù)替代；

f)數(shù)值天氣預(yù)報缺測及不合理數(shù)據(jù)以前一時刻數(shù)據(jù)替代；

g)所有經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)以特殊標(biāo)示記錄；

h)所有缺測和異常數(shù)據(jù)均可由人工補(bǔ)錄或修正。

5.4數(shù)據(jù)的存儲

數(shù)據(jù)的存儲應(yīng)符合下列要求：

a)存儲系統(tǒng)運(yùn)行期間所有時刻的數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)；

b)存儲系統(tǒng)運(yùn)行期間所有時刻的功率數(shù)據(jù)、測風(fēng)塔數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為15min平均數(shù)據(jù)；

c)存儲每次執(zhí)行的短期風(fēng)電功率預(yù)測的所有預(yù)測結(jié)果；

d)存儲每15min滾動執(zhí)行的超短期風(fēng)電功率預(yù)測的所有預(yù)測結(jié)果；

e)預(yù)測曲線經(jīng)過人工修正后存儲修正前后的所有預(yù)測結(jié)果；

f)所有數(shù)據(jù)至少保存10年。

6預(yù)測功能要求

6.1總體要求

應(yīng)根據(jù)風(fēng)電場所處地理位置的氣候特征和風(fēng)電場歷史數(shù)據(jù)情況，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)測方法構(gòu)建特定的預(yù)

測模型進(jìn)行風(fēng)電場的功率預(yù)測。根據(jù)預(yù)測時間尺度的不同和實(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)測策略。

6.2預(yù)測的空間要求

6.2.1預(yù)測的基本單位為單個風(fēng)電場。

6.2.2風(fēng)電場的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)能預(yù)測本風(fēng)電場的輸出功率。

6.2.3電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)能預(yù)測單個風(fēng)電場至整個調(diào)度管轄區(qū)域的風(fēng)電輸出功率。

6.3預(yù)測的時間要求

6.3.1短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)能預(yù)測次日零時起3天的風(fēng)電輸出功率，時間分辨率為15min。

6.3.2超短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)能預(yù)測未來0-4h的風(fēng)電輸出功率，時間分辨率不小于15min。

4

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6.4預(yù)測執(zhí)行方式

6.4.1短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)能夠設(shè)置每日預(yù)測的啟動時間及次數(shù)。

6.4.2短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)支持自動啟動預(yù)測和手動啟動預(yù)測。

6.4.3超短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)每15min自動執(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。

6.5.2應(yīng)支持風(fēng)電場擴(kuò)建情況下的功率預(yù)測。

6.5.3應(yīng)支持多源數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)的集合預(yù)報。

6.5.4應(yīng)能對風(fēng)電功率預(yù)測曲線進(jìn)行修正。

6.5.5應(yīng)能對預(yù)測曲線進(jìn)行誤差估計，預(yù)測給定置信度的誤差范圍。

7統(tǒng)計分析

7.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)符合以下要求：

a)參與統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時間范圍應(yīng)能任意選定；

b)歷史功率數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)包括數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計、分布特性統(tǒng)計、變化率統(tǒng)計等；

c)歷史測風(fēng)數(shù)據(jù)、數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)包括完整性統(tǒng)計、風(fēng)速分布統(tǒng)計、風(fēng)向分布統(tǒng)計等；

d)風(fēng)電場運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計應(yīng)包括發(fā)電量、有效發(fā)電時間、最大出力及其發(fā)生時間、同時率、利用小

時數(shù)及平均負(fù)荷率等參數(shù)的統(tǒng)計，并支持自動生成指定格式的報表，各參數(shù)的計算方法參見附

錄A。

7.2相關(guān)性分析

應(yīng)能對歷史功率數(shù)據(jù)、測風(fēng)數(shù)據(jù)和數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計，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

誤差統(tǒng)計應(yīng)符合以下要求：

a)應(yīng)能對任意時間區(qū)間的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行誤差統(tǒng)計；

b)應(yīng)能對多個預(yù)測結(jié)果分別進(jìn)行誤差統(tǒng)計；

c)誤差統(tǒng)計指標(biāo)至少應(yīng)包括均方根誤差、平均絕對誤差、相關(guān)性系數(shù)、最大預(yù)測誤差等，各指標(biāo)

的計算方法參見附錄B。

5

DL/

8界面要求

8.1展示界面

8.1.1應(yīng)支持單個和多個風(fēng)電場實(shí)時出力監(jiān)視，以地圖的形式顯示，包括風(fēng)電場的分布、風(fēng)電場的實(shí)

時功率及預(yù)測功率。

8.1.2應(yīng)支持多個風(fēng)電場出力的同步監(jiān)視，宜同時顯示系統(tǒng)預(yù)測曲線、實(shí)際功率曲線及預(yù)測誤差帶；

電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)還應(yīng)能夠同時顯示風(fēng)電場上報預(yù)測曲線。實(shí)際功率曲線應(yīng)實(shí)時更

新。

8.1.3應(yīng)支持不同預(yù)測結(jié)果的同步顯示。

8.1.4應(yīng)支持?jǐn)?shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)、測風(fēng)塔數(shù)據(jù)、實(shí)際功率、預(yù)測功率的對比，提供圖形、表格等多種

可視化手段。

8.1.5應(yīng)支持時間序列圖、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)識顯示。

8.2.3應(yīng)支持預(yù)測曲線的人工修改。

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、

瀏覽用戶等不同級別的用戶權(quán)限。

8.2.5應(yīng)支持風(fēng)電場基本信息的查詢。

8.3其他要求

8.3.1應(yīng)具備功率預(yù)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視頁面，實(shí)時顯示系統(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)電場的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)均應(yīng)運(yùn)行于電力二次系統(tǒng)安全區(qū)Ⅱ。

9.2風(fēng)電功率預(yù)測系統(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)測系統(tǒng)至少應(yīng)提供次日96點(diǎn)單個風(fēng)電場和區(qū)域風(fēng)電功率預(yù)測數(shù)據(jù)；

每15min提供一次未來4h單個風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測數(shù)據(jù)，預(yù)測值的時間分辨率為15min。

10.2風(fēng)電場的風(fēng)電功率預(yù)測系統(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)測系統(tǒng)至少上報次

日96點(diǎn)風(fēng)電功率預(yù)測曲線；每15min上報一次未來4h超短期預(yù)測曲線，預(yù)測值的時間分辨率不小

6

DL

于15min。

10.3風(fēng)電場的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)向調(diào)度機(jī)構(gòu)上報風(fēng)電功率預(yù)測曲線的同時，應(yīng)上報與預(yù)測曲線相同

時段的風(fēng)電場預(yù)計開機(jī)容量。

10.4風(fēng)電場的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)能夠向調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)實(shí)時上傳風(fēng)電場測風(fēng)塔的測

風(fēng)數(shù)據(jù)，時間分辨率不小于5min。

11性能要求

11.1電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)至少可擴(kuò)容至200個風(fēng)電場。

11.2風(fēng)電功率預(yù)測單次計算時間應(yīng)小于5min。

11.3單個風(fēng)電場短期預(yù)測月均方根誤差應(yīng)小于20%，超短期預(yù)測第4h預(yù)測值月均方根誤差應(yīng)小于

15%，限電時段不參與統(tǒng)計。

11.4系統(tǒng)硬件平均無故障時間（MTBF）應(yīng)大于500000h。

11.5系統(tǒng)月可用率應(yīng)大于99%。

7

DL/

附錄A

（資料性附錄）

風(fēng)電場運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計方法

A.1風(fēng)電同時率（WPSF）

P

SFMi（A.1）

iCap

A.2平均負(fù)荷率（ALC）

n

PMi

ALCi1（A.2）

maxPnMi

8

DL

附錄B

（資料性附錄）

誤差計算方法

B.1均方根誤差（RMSE）

n

2

PPMiPi

RMSEi1（B.1）

Capn

B.2平均絕對誤差（MAE）

n

PPMiPi

MAEi1（B.2）

Capn

B.3相關(guān)性系數(shù)（r）

n

PPMPPP

MiPi

ri1（B.3）

nn22

PMiPMPPPiP

ii11

B.4最大預(yù)測誤差（δmax）

maxmaxPPMiPi（B.4）

式中：

P━━i時刻的實(shí)際功率；

Mi

P━━i時刻的預(yù)測功率；

Pi

PM━━所有樣本實(shí)際功率的平均值；

PP━━所有預(yù)測功率樣本的平均值；

Cap━━風(fēng)電場的開機(jī)總?cè)萘浚?/p>

n━━所有樣本個數(shù)。

9

DL

目次

前言...............................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4預(yù)測建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備...................................................................2

5數(shù)據(jù)采集與處理.....................................................................3

6預(yù)測功能要求.......................................................................4

7統(tǒng)計分析...........................................................................5

8界面要求...........................................................................6

9安全防護(hù)要求.......................................................................6

10數(shù)據(jù)輸出...........................................................................6

11性能要求...........................................................................7

附錄A（資料性附錄）風(fēng)電場運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計方法............................................8

附錄B（資料性附錄）誤差計算方法......................................................9

I

DL

風(fēng)電功率預(yù)測功能規(guī)范

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的功能，主要包括術(shù)語和定義、預(yù)測建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集與處

理、預(yù)測功能要求、統(tǒng)計分析、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)電場風(fēng)電功率預(yù)測系統(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)。

GB/T19963-200風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

電監(jiān)安全[2006]34號電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案

電監(jiān)會5號令電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定

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windfarm

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）、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numericalweatherprediction

根據(jù)大氣實(shí)際情況，在一定的初值和邊值條件下，通過大型計算機(jī)作數(shù)值計算，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)測未來一定時段的大氣運(yùn)動狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。

3.3

風(fēng)電功率預(yù)測windpowerforecasting

以風(fēng)電場的歷史功率、歷史風(fēng)速、地形地貌、數(shù)值天氣預(yù)報、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)建立風(fēng)電場

輸出功率的預(yù)測模型，以風(fēng)速、功率或數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)作為模型的輸入，結(jié)合風(fēng)電場機(jī)組的設(shè)備狀態(tài)

及運(yùn)行工況，預(yù)測風(fēng)電場未來的有功功率。

3.4

短期風(fēng)電功率預(yù)測short-termwindpowerforecasting

1

DL/

預(yù)測風(fēng)電場次日零時起3天的有功功率，時間分辨率為15min。

3.5

超短期風(fēng)電功率預(yù)測ultra-short-termwindpowerforecasting

預(yù)測風(fēng)電場未來0-4h的有功功率，時間分辨率不小于15min。

3.6

置信度confidencedegree

總體參數(shù)值落在樣本統(tǒng)計值某一區(qū)內(nèi)的概率。

3.7

風(fēng)電有效發(fā)電時間effectivewindpowergenerationtime

單個或多個風(fēng)電場有功功率大于零的時間，單位為小時。

3.8

風(fēng)電同時率windpowersimultaneityfactor

單個或多個風(fēng)電場有功功率與額定容量的比率。

4預(yù)測建模數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

4.1風(fēng)電場歷史功率數(shù)據(jù)

a)投運(yùn)時間不足1年的風(fēng)電場應(yīng)包括投運(yùn)后的所有歷史功率數(shù)據(jù)，時間分辨率不小于5min；

b)投運(yùn)時間超過1年的風(fēng)電場的歷史功率數(shù)據(jù)應(yīng)不少于1年，時間分辨率應(yīng)不小于5min。

4.2歷史測風(fēng)塔數(shù)據(jù)

a)測風(fēng)塔位置宜在風(fēng)電場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)，長度應(yīng)不少于1年；

d)數(shù)據(jù)的時間分辨率應(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，每臺風(fēng)機(jī)的首次并網(wǎng)時間、風(fēng)機(jī)位置（經(jīng)、緯度）、海拔高度等。

4.4風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場運(yùn)行狀態(tài)記錄

風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)包括風(fēng)電機(jī)組故障及人為停機(jī)記錄或風(fēng)電場開機(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)包括對風(fēng)電場區(qū)域內(nèi)10km范圍內(nèi)地勢變化的描述，格式宜為CAD文件，比例尺宜

2

DL

不小于1:5000。

4.5.2粗糙度數(shù)據(jù)應(yīng)通過實(shí)地勘測或衛(wèi)星地圖獲取，包括對風(fēng)電場所處區(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)包括測風(fēng)塔實(shí)時測風(fēng)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場實(shí)時功率數(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)能自動完成，并能通過手動方式補(bǔ)充錄入。

5.2.2測風(fēng)塔實(shí)時測風(fēng)數(shù)據(jù)時間延遲應(yīng)小于5min，其余實(shí)時數(shù)據(jù)的時間延遲應(yīng)小于1min。

5.2.3風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)所用的測風(fēng)塔實(shí)時測風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：

a)測風(fēng)塔至風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的實(shí)時測風(fēng)數(shù)據(jù)傳送時間間隔應(yīng)不大于5min；

b)測風(fēng)塔宜在風(fēng)電場外1~5km范圍內(nèi)且不受風(fēng)電場尾流效應(yīng)影響，宜在風(fēng)電場主導(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)測系統(tǒng)所用的測風(fēng)數(shù)據(jù)應(yīng)通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)由風(fēng)電場上傳；

e)風(fēng)電場的測風(fēng)塔至風(fēng)電功率預(yù)測系統(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?/p>

f)測風(fēng)塔數(shù)據(jù)可用率應(yīng)大于99%。

5.2.4風(fēng)電場實(shí)時功率數(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；

b)風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)取自風(fēng)電場升壓站計算機(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)電場計算機(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)，并對缺測和異常數(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)的時間順序應(yīng)符合預(yù)期的開始、結(jié)束時間，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)對功率、數(shù)值天氣預(yù)報、測風(fēng)塔等數(shù)據(jù)進(jìn)行越限檢驗(yàn)，可手動設(shè)置限值范圍；

b)對功率的變化率進(jìn)行檢驗(yàn)，可手動設(shè)置變化率限值；

c)對功率的均值及標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行檢驗(yàn)；

3

DL/

d)對測風(fēng)塔不同層高數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)；

e)根據(jù)測風(fēng)數(shù)據(jù)與功率數(shù)據(jù)的關(guān)系對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)。

5.3.4缺測和異常數(shù)據(jù)應(yīng)按下列要求處理：

a)以前一時刻的功率數(shù)據(jù)補(bǔ)全缺測的功率數(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)以前一時刻功率替代異常的功率數(shù)據(jù)；

e)測風(fēng)塔缺測及不合理數(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

時刻數(shù)據(jù)替代；

f)數(shù)值天氣預(yù)報缺測及不合理數(shù)據(jù)以前一時刻數(shù)據(jù)替代；

g)所有經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)以特殊標(biāo)示記錄；

h)所有缺測和異常數(shù)據(jù)均可由人工補(bǔ)錄或修正。

5.4數(shù)據(jù)的存儲

數(shù)據(jù)的存儲應(yīng)符合下列要求：

a)存儲系統(tǒng)運(yùn)行期間所有時刻的數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)；

b)存儲系統(tǒng)運(yùn)行期間所有時刻的功率數(shù)據(jù)、測風(fēng)塔數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為15min平均數(shù)據(jù)；

c)存儲每次執(zhí)行的短期風(fēng)電功率預(yù)測的所有預(yù)測結(jié)果；

d)存儲每15min滾動執(zhí)行的超短期風(fēng)電功率預(yù)測的所有預(yù)測結(jié)果；

e)預(yù)測曲線經(jīng)過人工修正后存儲修正前后的所有預(yù)測結(jié)果；

f)所有數(shù)據(jù)至少保存10年。

6預(yù)測功能要求

6.1總體要求

應(yīng)根據(jù)風(fēng)電場所處地理位置的氣候特征和風(fēng)電場歷史數(shù)據(jù)情況，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)測方法構(gòu)建特定的預(yù)

測模型進(jìn)行風(fēng)電場的功率預(yù)測。根據(jù)預(yù)測時間尺度的不同和實(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)測策略。

6.2預(yù)測的空間要求

6.2.1預(yù)測的基本單位為單個風(fēng)電場。

6.2.2風(fēng)電場的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)能預(yù)測本風(fēng)電場的輸出功率。

6.2.3電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)能預(yù)測單個風(fēng)電場至整個調(diào)度管轄區(qū)域的風(fēng)電輸出功率。

6.3預(yù)測的時間要求

6.3.1短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)能預(yù)測次日零時起3天的風(fēng)電輸出功率，時間分辨率為15min。

6.3.2超短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)能預(yù)測未來0-4h的風(fēng)電輸出功率，時間分辨率不小于15min。

4

DL

6.4預(yù)測執(zhí)行方式

6.4.1短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)能夠設(shè)置每日預(yù)測的啟動時間及次數(shù)。

6.4.2短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)支持自動啟動預(yù)測和手動啟動預(yù)測。

6.4.3超短期風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)每15min自動執(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。

6.5.2應(yīng)支持風(fēng)電場擴(kuò)建情況下的功率預(yù)測。

6.5.3應(yīng)支持多源數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)的集合預(yù)報。

6.5.4應(yīng)能對風(fēng)電功率預(yù)測曲線進(jìn)行修正。

6.5.5應(yīng)能對預(yù)測曲線進(jìn)行誤差估計，預(yù)測給定置信度的誤差范圍。

7統(tǒng)計分析

7.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)符合以下要求：

a)參與統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時間范圍應(yīng)能任意選定；

b)歷史功率數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)包括數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計、分布特性統(tǒng)計、變化率統(tǒng)計等；

c)歷史測風(fēng)數(shù)據(jù)、數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)包括完整性統(tǒng)計、風(fēng)速分布統(tǒng)計、風(fēng)向分布統(tǒng)計等；

d)風(fēng)電場運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計應(yīng)包括發(fā)電量、有效發(fā)電時間、最大出力及其發(fā)生時間、同時率、利用小

時數(shù)及平均負(fù)荷率等參數(shù)的統(tǒng)計，并支持自動生成指定格式的報表，各參數(shù)的計算方法參見附

錄A。

7.2相關(guān)性分析

應(yīng)能對歷史功率數(shù)據(jù)、測風(fēng)數(shù)據(jù)和數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計，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

誤差統(tǒng)計應(yīng)符合以下要求：

a)應(yīng)能對任意時間區(qū)間的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行誤差統(tǒng)計；

b)應(yīng)能對多個預(yù)測結(jié)果分別進(jìn)行誤差統(tǒng)計；

c)誤差統(tǒng)計指標(biāo)至少應(yīng)包