《風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能規(guī)范》

ICS

分類(lèi)號(hào)：

備案號(hào)：

中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

DL/

風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能規(guī)范

Functionspecificationofwindpowerforecasting

（送審稿）

20--發(fā)布20--實(shí)施

中華人民共和國(guó)國(guó)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(chǎng)的風(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

制訂風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能規(guī)范。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)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(huì)歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)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(guó)英、郭雷。

II

DL

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，主要包括術(shù)語(yǔ)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)。

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

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

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

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

風(fēng)電場(chǎng)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(bào)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(guò)大型計(jì)算機(jī)作數(shù)值計(jì)算，求解描寫(xiě)天氣演變

過(guò)程的流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組，預(yù)測(cè)未來(lái)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)windpowerforecasting

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(lái)的有功功率。

3.4

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

1

DL/

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-termwindpowerforecasting

預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)未來(lái)0-4h的有功功率，時(shí)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(jì)值某一區(qū)內(nèi)的概率。

3.7

風(fēng)電有效發(fā)電時(shí)間effectivewindpowergenerationtime

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windpowersimultaneityfactor

單個(gè)或多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)有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(guò)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)，長(zhǎng)度應(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(lèi)型，每類(lèi)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（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/風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)開(kāi)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

2

DL

不小于1:5000。

4.5.2粗糙度數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)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，并能通過(guò)手動(dòng)方式補(bǔ)充錄入。

5.2.2測(cè)風(fēng)塔實(shí)時(shí)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1~5km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(guò)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(wú)線傳輸或光纖傳輸?shù)确绞剑?/p>

f)測(cè)風(fēng)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)升壓站計(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(guò)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(kù)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(kāi)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、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)；

3

DL/

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(guò)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(guò)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(lái)0-4h的風(fēng)電輸出功率，時(shí)間分辨率不小于15min。

4

DL

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)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)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(jiàn)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(jiàn)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(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應(yīng)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(kāi)機(jī)容量設(shè)置、調(diào)度控制設(shè)置及查詢(xún)頁(yè)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(hù)管理功能，支持用戶(hù)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(hù)等不同級(jí)別的用戶(hù)權(quán)限。

8.2.5應(yīng)支持風(fēng)電場(chǎng)基本信息的查詢(xún)。

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(yè)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)Ⅱ。

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)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(lái)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(mén)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(lái)4h超短期預(yù)測(cè)曲線，預(yù)測(cè)值的時(shí)間分辨率不小

6

DL

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(kāi)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

11.1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(wú)故障時(shí)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(chǎng)運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法

A.1風(fēng)電同時(shí)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(jì)算方法

B.1均方根誤差（RMSE）

n

2

PPMiPi

RMSEi1（B.1）

Capn

B.2平均絕對(duì)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(cè)誤差（δmax）

maxmaxPPMiPi（B.4）

式中：

P━━i時(shí)刻的實(shí)際功率；

Mi

P━━i時(shí)刻的預(yù)測(cè)功率；

Pi

PM━━所有樣本實(shí)際功率的平均值；

PP━━所有預(yù)測(cè)功率樣本的平均值；

Cap━━風(fēng)電場(chǎng)的開(kāi)機(jī)總?cè)萘浚?/p>

n━━所有樣本個(gè)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(yǔ)和定義.........................................................................1

4預(yù)測(cè)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(cè)功能要求.......................................................................4

7統(tǒng)計(jì)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(chǎng)運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法............................................8

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

I

DL

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，主要包括術(shù)語(yǔ)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)。

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

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

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

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

風(fēng)電場(chǎng)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(bào)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(guò)大型計(jì)算機(jī)作數(shù)值計(jì)算，求解描寫(xiě)天氣演變

過(guò)程的流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組，預(yù)測(cè)未來(lái)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)windpowerforecasting

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(lái)的有功功率。

3.4

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

1

DL/

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-termwindpowerforecasting

預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)未來(lái)0-4h的有功功率，時(shí)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(jì)值某一區(qū)內(nèi)的概率。

3.7

風(fēng)電有效發(fā)電時(shí)間effectivewindpowergenerationtime

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windpowersimultaneityfactor

單個(gè)或多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)有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(guò)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)，長(zhǎng)度應(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(lèi)型，每類(lèi)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（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/風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)開(kāi)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

2

DL

不小于1:5000。

4.5.2粗糙度數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)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，并能通過(guò)手動(dòng)方式補(bǔ)充錄入。

5.2.2測(cè)風(fēng)塔實(shí)時(shí)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1~5km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(guò)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(wú)線傳輸或光纖傳輸?shù)确绞剑?/p>

f)測(cè)風(fēng)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)升壓站計(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(guò)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(kù)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(kāi)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、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)；

3

DL/

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(guò)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(guò)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(lái)0-4h的風(fēng)電輸出功率，時(shí)間分辨率不小于15min。

4

DL

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)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)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(jiàn)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