1. 國外風電功率預測的技術現(xiàn)狀
風電功率預測系統(tǒng)在丹麥、德國、西班牙、美國等風電發(fā)達國家得到了廣泛應用，并成為了風電優(yōu)化調(diào)度的重要支持系統(tǒng)。目前風電功率預測系統(tǒng)在預測時間尺度上主要分為 0 ～ 4 小時的超短期功率預測和0～48 小時的短期（日前）功率預測。隨著研究和應用的不斷深入，多模型組合預測、多數(shù)值天氣預報組合預測等不斷出現(xiàn)，預測精度不斷提高。
1.1 丹麥
丹麥是世界上風電裝機和風電發(fā)電量占總電力裝機和發(fā)電量比例最高的國家，也是最早進行風電功率預測研究和系統(tǒng)開發(fā)的國家之一。早在 1990 年，丹麥 Risø 可持續(xù)國家能源實驗室的學者 Las Landberg 采用類似歐洲風圖集的方法開發(fā)了一套預測系統(tǒng)，其主要思想是把數(shù)值天氣預報提供的風速、風向通過一定的方法轉(zhuǎn)換到風電機組輪轂高度的風速、風向，然后根據(jù)功率曲線得到風電場的出力，并根據(jù)風電場的尾流效應對其進行修正。該系統(tǒng)采用丹麥氣象研究所所提供的高精度有限區(qū)域模型（HIRLAM）作為預測系統(tǒng)的數(shù)值天氣預報輸入。從1992 到 1999 年，這個模型在丹麥東部、愛爾蘭電力供應委員會（ESB）以及愛荷華州進行了測試。Risø 實驗室在此基礎上開發(fā)了風電場功率預測系統(tǒng)Prediktor，它主要使用物理模型，其大范圍的空氣流動數(shù)據(jù)是由 HIRLAM 提供。Prediktor 系統(tǒng)同時使用 Risø 實驗室研發(fā)的 PARK 模型模擬風電場的尾流影響。另外，Prediktor 系統(tǒng)增加了兩個模式輸出統(tǒng)計（MOS）模塊來表示未能在物理模型中表示出來的其它因素。該系統(tǒng)在丹麥、德國、法國、西班牙、愛爾蘭、美國等地的風電場得到廣泛應用。
1992 年丹麥技術大學信息和數(shù)學建模學院（IMM）開發(fā)了基于統(tǒng)計方法的風電功率預測工具WPPT，用于單個風電場、多個風電場或某一區(qū)域的風電功率預測。WPPT 系統(tǒng)能夠給出未來 0-39 小時的預測結果以及預測的不確定性估計。1994 年該系統(tǒng)在丹麥西部電力公司投入運行，1999 年開始在丹麥東部電力公司運行。系統(tǒng)最初用適應回歸最小平方根估計結合指數(shù)遺忘算法，后來加入 HIRLAM 模型，目前系統(tǒng)運行在丹麥西部電力系統(tǒng)運營商、丹麥東部電力系統(tǒng)運營商、丹麥西部熱電聯(lián)產(chǎn)電廠和風電場運營商以及丹麥東部熱電聯(lián)產(chǎn)電廠和風電場運營商中使用。
Zephry 系 統(tǒng) 是 Risø 實 驗 室 和IMM 聯(lián)合開發(fā)的新一代短期風功率預測系統(tǒng)。Zephry 融合了 Prediktor和 WPPT 的優(yōu)點，可進行超短期預測（0 ～ 4 小時）和日前預測（未來36 ～ 48 小時），時間分辨率為 15分鐘。Zephry 系統(tǒng)中使用了在線實測數(shù)據(jù)和先進統(tǒng)計方法，使得它能夠給出很好的短期預測。另外，Zephry系統(tǒng)中還加入了 HIRLAM 等氣象模型，使得系統(tǒng)的長期預測精度有了較大提高。目前丹麥所有系統(tǒng)運營商都在使用該系統(tǒng)。
