风电不确定性建模理论
￥98.00定价
作者： 于达仁，刘金福，万杰，郭钰锋，胡清华
出版时间：2017年1月
出版社：科学出版社
- 科学出版社
- 9787030507600
- 181950
- 2017年1月
- TM614
内容简介
风电的不确定性——随机性、波动性和间歇性是影响风电安全高效消纳的关键因素。针对上述问题，由于达仁、刘金福、万杰、郭钰锋、胡清华著的《风电不确定性建模理论》从风的物理本质出发，结合电力系统实时调度与优化控制的需求，对风电不确定性进行研究。主要研究内容如下：①在随机性研究方面：发现风速随机过程满足异方差的非线性随机过程；②在波动性研究方面：发现风速波动过程中存在大尺度波动对小尺度波动的多尺度调制效应以及日照加热对湍动的调制效应；同时引入变差分析对风电的波动速率进行刻画，并对风电波动速率的特性展开研究；③在间歇性研究方面：根据大气边界层湍流间歇性的研究，定义了间歇性刻画指标，实现对风电间歇性的定量刻画；④基于相关分析对风速的可预报性进行分析，发现风速方差、变差及间歇性度量指标具有特定时间尺度的可预报性，扩展了风速的预报参数；⑤在上述不确定性研究的基础上，改进了现有的风速预报模型，并从电能质量评估、电网调频、调度等方面讨论了风电不确定性研究的具体应用。
本书可以作为高等院校新能源发电方向本科生、研究生的教材或者教学参考书，也可供相关科研和工程技术人员参考。
本书可以作为高等院校新能源发电方向本科生、研究生的教材或者教学参考书，也可供相关科研和工程技术人员参考。
目录
序
前言
第1章 概论
1.1 概述
1.2 大规模风电并网的关键基础问题
1.2.1 大规模风电并网影响研究
1.2.2 风电预报研究
1.2.3 风电特性的研究
1.3 风电不确定性建模的必要性
1.4 风速的非平稳随机过程
参考文献
第2章 风的物理本质认识
2.1 引言
2.2 大气边界层运动
2.2.1 气压梯度力
2.2.2 摩擦力
2.2.3 科里奥利力
2.2.4 离心力
2.3 大气边界层的基本特点
2.3.1 大气边界层的垂直分层
2.3.2 大气边界层的湍流性
2.3.3 大气边界层的日变化
2.4 湍流
2.4.1 湍流现象与雷诺实验
2.4.2 湍流的四个重要概念
2.4.3 大气湍流的基本特性
2.4.4 大气湍流的产生和维持
2.4.5 大气湍流的研究方法
2.4.6 局地均匀各向同性理论与动能串级输送
2.4.7 湍流的间歇性
2.5 本章小结
参考文献
第3章 风电方差建模
3.1 引言
3.2 风速方差
3.2.1 风速方差的定义
3.2.2 传统方差计算方法的局限性
3.2.3 基于小波算法的风速瞬时方差计算方法
3.3 风速方差的多尺度调幅效应研究
3.3.1 风场实测风速的方差计算
3.3.2 风速方差的调幅效应
3.3.3 调幅效应的多尺度特性
3.4 风速方差的定量刻画模型
3.5 风功率方差不确定性建模
3.5.1 风功率的调幅效应
3.5.2 风功率调幅效应的多尺度特性
3.6 风电方差多尺度调幅效应的物理机制
3.7 本章小结
参考文献
第4章 风电变差建模
4.1 引言
4.2 变差分析方法
4.3 风速变差分析
4.3.1 风速变差
4.3.2 风速变化率的定量刻画模型
4.4 风功率变差不确定性模型
4.4.1 风功率变差的调制效应
4.4.2 风功率变差的定量刻画模型
4.5 本章小结
参考文献
第5章 风电频谱特性研究
5.1 引言
5.2 风速瞬时频谱模型
5.3 风速的多尺度调频效应研究
5.3.1 风速的调频效应
5.3.2 调频效应的多尺度特性
5.4 风功率功率谱
5.5 场群瞬时功率谱特性研究
5.5.1 风电功率的功率谱估计实例分析
5.5.2 风电功率的汇聚效应
5.6 物理机制分析
5.7 本章小结
参考文献
第6章 风电间歇性研究及定量刻画
6.1 引言
6.2 风速间歇性定义
6.3 风速间歇性定量研究
6.3.1 风速陡变占空比
6.3.2 统计参数特性分析
6.3.3 风功率陡变占空比
6.4 风机启停频度的定量研究
6.5 本章小结
参考文献
第7章 风速日周期特性研究
7.1 引言
7.2 时问序列的周期性分析方法
7.3 风速方差的周期特性研究
7.3.1 风速方差日周期特性
7.3.2 不同因素对风速方差日周期特性的影响
7.3.3 时变建模方法消除日周期特性的影响
7.4 风速变差的日周期特性研究
7.5 风速陡变占空比的日周期特性
7.6 日周期的物理机制分析及应用探讨
7.6.1 日周期特性的物理机制分析
7.6.2 日周期对风电安全高效应用的意义分析
7.7 本章小结
参考文献
第8章 风速可预报性分析研究
8.1 引言
8.2 可预报性度量
8.2.1 基于自相关的可预报性度量
8.2.2 基于互相关的可预报性度量
8.3 小时级平均风速可预报性分析
8.4 方差可预报性分析
8.5 变差可预报性分析
8.6 风速陡变占空比可预报性分析
8.7 风速预报参数的扩展
8.8 本章小结
参考文献
第9章 基于历史数据的预报模型建模
9.1 引言
9.2 平均风速多尺度预报模型
9.2.1 现有多尺度预报模型
9.2.2 预报模型的构建
9.2.3 支持向量回归和核岭回归
9.2.4 预报算例及结果分析
9.3 异方差特性建模
9.3.1 基础知识
9.3.2 异方差噪声特性的v一支持向量回归模型
9.3.3 预报算例及结果分析
9.4 风速其他要素预报算例
9.4.1 深度学习预报模型
9.4.2 方差预报算例及结果分析
9.4.3 变差预报算例及结果分析
9.4.4 陡变占空比预报算例及结果分析
9.5 本章小结
参考文献
第10章 风电不确定性模型的应用
10.1 引言
10.2 电能质量评估
10.3 计及风电功率波动的电网调频能力评估
10.3.1 计及秒级风电功率波动的电网一次调频能力
10.3.2 计及分钟级风电功率波动的电网二次调频能力
10.3.3 计及风电功率波动的电网调频能力量化评估可行性分析
10.4 DPFRA和D㈣在风电大规模并网电力系统中的应用
10.4.1 不同因素对DPFRA和DPFRA的影响
10.4.2 DPFRA和DPFRA的具体应用方法
10.4.3 算例分析
10.5 控制策略研究
10.5.1 动态一次调频控制策略
10.5.2 结合实测风场功率输出的二次调频前馈控制
10.5.3 两种控制策略的协调配合
10.6 电力系统调度中的应用
10.7 多能源互补及一体化平抑策略
10.7.1 风电的多元互补策略
10.7.2 一体化平抑控制策略
10.8 本章小结
参考文献
前言
第1章 概论
1.1 概述
1.2 大规模风电并网的关键基础问题
1.2.1 大规模风电并网影响研究
1.2.2 风电预报研究
1.2.3 风电特性的研究
1.3 风电不确定性建模的必要性
1.4 风速的非平稳随机过程
参考文献
第2章 风的物理本质认识
2.1 引言
2.2 大气边界层运动
2.2.1 气压梯度力
2.2.2 摩擦力
2.2.3 科里奥利力
2.2.4 离心力
2.3 大气边界层的基本特点
2.3.1 大气边界层的垂直分层
2.3.2 大气边界层的湍流性
2.3.3 大气边界层的日变化
2.4 湍流
2.4.1 湍流现象与雷诺实验
2.4.2 湍流的四个重要概念
2.4.3 大气湍流的基本特性
2.4.4 大气湍流的产生和维持
2.4.5 大气湍流的研究方法
2.4.6 局地均匀各向同性理论与动能串级输送
2.4.7 湍流的间歇性
2.5 本章小结
参考文献
第3章 风电方差建模
3.1 引言
3.2 风速方差
3.2.1 风速方差的定义
3.2.2 传统方差计算方法的局限性
3.2.3 基于小波算法的风速瞬时方差计算方法
3.3 风速方差的多尺度调幅效应研究
3.3.1 风场实测风速的方差计算
3.3.2 风速方差的调幅效应
3.3.3 调幅效应的多尺度特性
3.4 风速方差的定量刻画模型
3.5 风功率方差不确定性建模
3.5.1 风功率的调幅效应
3.5.2 风功率调幅效应的多尺度特性
3.6 风电方差多尺度调幅效应的物理机制
3.7 本章小结
参考文献
第4章 风电变差建模
4.1 引言
4.2 变差分析方法
4.3 风速变差分析
4.3.1 风速变差
4.3.2 风速变化率的定量刻画模型
4.4 风功率变差不确定性模型
4.4.1 风功率变差的调制效应
4.4.2 风功率变差的定量刻画模型
4.5 本章小结
参考文献
第5章 风电频谱特性研究
5.1 引言
5.2 风速瞬时频谱模型
5.3 风速的多尺度调频效应研究
5.3.1 风速的调频效应
5.3.2 调频效应的多尺度特性
5.4 风功率功率谱
5.5 场群瞬时功率谱特性研究
5.5.1 风电功率的功率谱估计实例分析
5.5.2 风电功率的汇聚效应
5.6 物理机制分析
5.7 本章小结
参考文献
第6章 风电间歇性研究及定量刻画
6.1 引言
6.2 风速间歇性定义
6.3 风速间歇性定量研究
6.3.1 风速陡变占空比
6.3.2 统计参数特性分析
6.3.3 风功率陡变占空比
6.4 风机启停频度的定量研究
6.5 本章小结
参考文献
第7章 风速日周期特性研究
7.1 引言
7.2 时问序列的周期性分析方法
7.3 风速方差的周期特性研究
7.3.1 风速方差日周期特性
7.3.2 不同因素对风速方差日周期特性的影响
7.3.3 时变建模方法消除日周期特性的影响
7.4 风速变差的日周期特性研究
7.5 风速陡变占空比的日周期特性
7.6 日周期的物理机制分析及应用探讨
7.6.1 日周期特性的物理机制分析
7.6.2 日周期对风电安全高效应用的意义分析
7.7 本章小结
参考文献
第8章 风速可预报性分析研究
8.1 引言
8.2 可预报性度量
8.2.1 基于自相关的可预报性度量
8.2.2 基于互相关的可预报性度量
8.3 小时级平均风速可预报性分析
8.4 方差可预报性分析
8.5 变差可预报性分析
8.6 风速陡变占空比可预报性分析
8.7 风速预报参数的扩展
8.8 本章小结
参考文献
第9章 基于历史数据的预报模型建模
9.1 引言
9.2 平均风速多尺度预报模型
9.2.1 现有多尺度预报模型
9.2.2 预报模型的构建
9.2.3 支持向量回归和核岭回归
9.2.4 预报算例及结果分析
9.3 异方差特性建模
9.3.1 基础知识
9.3.2 异方差噪声特性的v一支持向量回归模型
9.3.3 预报算例及结果分析
9.4 风速其他要素预报算例
9.4.1 深度学习预报模型
9.4.2 方差预报算例及结果分析
9.4.3 变差预报算例及结果分析
9.4.4 陡变占空比预报算例及结果分析
9.5 本章小结
参考文献
第10章 风电不确定性模型的应用
10.1 引言
10.2 电能质量评估
10.3 计及风电功率波动的电网调频能力评估
10.3.1 计及秒级风电功率波动的电网一次调频能力
10.3.2 计及分钟级风电功率波动的电网二次调频能力
10.3.3 计及风电功率波动的电网调频能力量化评估可行性分析
10.4 DPFRA和D㈣在风电大规模并网电力系统中的应用
10.4.1 不同因素对DPFRA和DPFRA的影响
10.4.2 DPFRA和DPFRA的具体应用方法
10.4.3 算例分析
10.5 控制策略研究
10.5.1 动态一次调频控制策略
10.5.2 结合实测风场功率输出的二次调频前馈控制
10.5.3 两种控制策略的协调配合
10.6 电力系统调度中的应用
10.7 多能源互补及一体化平抑策略
10.7.1 风电的多元互补策略
10.7.2 一体化平抑控制策略
10.8 本章小结
参考文献
