風力發電站的風電數據處理系統技術方案

本發明專利技術公開了一種風力發電站的風電數據處理系統，包括采集模塊等模塊；本發明專利技術選用互信息來消除選擇風力系列作為輸入的隨機性，采用更少的時間完成數據插入排序，從而提高了建模所需的輸入數據的有效性，進而提高最終所建模型的預測準確性。

Wind Power Data Processing System for Wind Power Station

The invention discloses a wind power data processing system of a wind power station, including acquisition module and other modules; the invention chooses mutual information to eliminate the randomness of selecting wind power series as input, and uses less time to complete data insertion and sorting, thereby improving the validity of input data needed for modeling, and further improving the most. The predictive accuracy of the final model.

【技術實現步驟摘要】
風力發電站的風電數據處理系統
本專利技術屬于電力
具體涉及一種風力發電站的風電數據處理系統。
技術介紹
風力發電是指把風的動能轉為電能。風能是一種清潔無公害的的可再生能源能源，很早就被人們利用，主要是通過風車來抽水、磨面等，而現在，人們感興趣的是如何利用風來發電。利用風力發電非常環保，且風能蘊量巨大，因此日益受到世界各國的重視。但是對于實際采集到的測風數據及功率數據都存在各種各樣的問題，都需要有準確的實測數據來分析風電特征及發電規律，而且從風場收集到的數據中通常包含異常數據點，造成計算機進行數據篩選和排序的速度比較慢，因此需要可靠有效的風電數據處理方法來篩選合理有效的數據以進行風電功率預測建模。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服上述不足提供一種風力發電站的風電數據處理系統。一種風力發電站的風電數據處理系統，包括以下部分：采集模塊，用于采集一小時內風力發電機組的風速實測值，采樣周期設置為1分鐘；查詢模塊，用于將采集到的風速實測值輸入到風電機組的主控系統，查詢這些風速實測值對應的風電機組的功率實測值；風速序列模塊，用于根據采集到的風速實測值建立風速實測數據時間序列；功率序列模塊，用于根據查詢到的功率實測值建立功率實測數據時間序列；數據處理模塊，用于對上述數據進行處理。本專利技術優點效果如下：本專利技術選用互信息來消除選擇風力系列作為輸入的隨機性，采用更少的時間完成數據插入排序，從而提高了建模所需的輸入數據的有效性，進而提高最終所建模型的預測準確性。具體實施方式以下結合具體實施例對本專利技術作進一步的說明：一種風力發電站的風電數據處理系統，包括以下部分：采集模塊，用于采集一小時內風力發電機組的風速實測值，采樣周期設置為1分鐘；查詢模塊，用于將采集到的風速實測值輸入到風電機組的主控系統，查詢這些風速實測值對應的風電機組的功率實測值；風速序列模塊，用于根據采集到的風速實測值建立風速實測數據時間序列；功率序列模塊，用于根據查詢到的功率實測值建立功率實測數據時間序列；數據處理模塊，用于對上述數據進行處理。所述數據處理模塊具體包括以下部分：建模模塊，用于基于風速值作為模型輸入構建對風電功率進行預測的模型，將采集到的風速實測值作為輸入數據，經預測模型輸出得到風速實測值對應的功率預測值；差值計算模塊，用于計算功率實測值與對應的功率預測值之間的差值，構建一小時內差值集合作為模型誤差樣本；有效值提取模塊，用于通過樣本篩選方法從所述模型誤差樣本中提取出有效值，所述有效值所對應的初始數據中的數據部分作為用于風電功率預測建模的有效樣本即可。所述風速序列模塊中：所述風速實測數據時間序列為：X＝{x1,x2,···,xN}其中，N＝60為風速實測數據時間序列的長度。所述功率序列模塊中：所述功率實測數據時間序列為：Y＝{y1,y2,···,yN}其中，N＝60為功率實測數據時間序列的長度。所述系統還包括：歸一化處理模塊，用于對風速實測數據時間序列和功率實測數據時間序列進行歸一化處理。互信息模塊，用于根據歸一化處理后的風速實測數據時間序列和功率實測數據時間序列計算互信息時間序列，所述互信息時間序列為：其中，N＝60，P(X(i*))為風速實測數據時間序列的第i*個風速實測值的分布概率，P(Y(j*))為功率實測數據時間序列的第j*個風速實測值的分布概率，P(X(i*),Y(j*))為風速實測數據時間序列的第i*個風速實測值與功率實測數據時間序列的第j*個風速實測值的聯合概率；優化功率模塊，用于將所述互信息時間序列中歸一化功率實測數據時間序列按照從大到小排序得到優化功率實測數據時間序列，所述優化功率實測數據時間序列為：其中，M＝30為優化功率實測數據時間序列的長度輸入模塊，用于將所述優化功率實測數據時間序列輸入差值計算模塊中計算功率實測值與對應的功率預測值之間的差值。所述采集模塊具體包括以下部分：排序模塊，用于每1分鐘內采集的風力發電機組的風速實測值集合A＝[a1，…，ai，…，an]，如果后續有k個風速實測值b1、b2、…、bk需要插入到集合A中，則將k個風速實測值按升序從b1到bk排序；比較模塊，用于將集合A中的每個風速實測值跟對應的后續k個風速實測值進行比較，獲取b1到bk相對于集合A中每一個風速實測值的位置；調整模塊，用于如果進行比較的集合A中的風速實測值ag比風速實測值bh小，則被插入風速實測值bh變為bh+1；如果進行比較的集合A中的風速實測值ag大于或等于風速實測值bh，則風速實測值ag變為ag+1；結果輸出模塊，用于將比較后的結果進行累加，得到排序后集合A中的風速實測值ai在排序后新集合中的順序為后續k個風速實測值中的風速實測值bj在排序后新集合中的順序為其中，當bi>aj，或bi＝aj時，插入的風速實測值優先；px(bi,aj)＝1，px(aj,bi)＝0；當bi<aj，或bi＝aj時，被插入風速實測值優先；px(bi,aj)＝0，px(aj,bi)＝1；其中，bi表示后續k個風速實測值中的風速實測值，aj表示集合A中的風速實測值。一種風力發電站的風電數據處理方法，包括以下步驟：001.采集一小時內風力發電機組的風速實測值，采樣周期設置為1分鐘；002.將采集到的風速實測值輸入到風電機組的主控系統，查詢這些風速實測值對應的風電機組的功率實測值；003.根據采集到的風速實測值建立風速實測數據時間序列；004.根據查詢到的功率實測值建立功率實測數據時間序列；005.對步驟001-004的數據進行處理。所述步驟005具體包括以下步驟：051.基于風速值作為模型輸入構建對風電功率進行預測的模型，將采集到的風速實測值作為輸入數據，經預測模型輸出得到風速實測值對應的功率預測值；052.計算功率實測值與對應的功率預測值之間的差值，構建一小時內差值集合作為模型誤差樣本；053.通過樣本篩選方法從所述模型誤差樣本中提取出有效值，所述有效值所對應的步驟001-004的數據中的數據部分作為用于風電功率預測建模的有效樣本即可。所述003具體包括以下步驟：031.所述風速實測數據時間序列為：X＝{x1,x2,···,xN}其中，N＝60為風速實測數據時間序列的長度；032.對風速實測數據時間序列進行歸一化處理。步驟004具體包括以下步驟：041.所述功率實測數據時間序列為：Y＝{y1,y2,···,yN}其中，N＝60為功率實測數據時間序列的長度；042.對功率實測數據時間序列進行歸一化處理。所述步驟005之前包括以下步驟：451.根據歸一化處理后的風速實測數據時間序列和功率實測數據時間序列計算互信息時間序列，所述互信息時間序列為：其中，N＝60，P(X(i*))為風速實測數據時間序列的第i*個風速實測值的分布概率，P(Y(j*))為功率實測數據時間序列的第j*個風速實測值的分布概率，P(X(i*),Y(j*))為風速實測數據時間序列的第i*個風速實測值與功率實測數據時間序列的第j*個風速實測值的聯合概率；452.將所述互信息時間序列中歸一化功率實測數據時間序列按照從大到小排序得到優化功率實測數據時間序列，所述優化功率實測數據時間序列為：其中，M＝30為優化功率實測數據時間序列的長度453.將所述優化功率實測數據時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種風力發電站的風電數據處理系統，其特征在于包括以下部分：采集模塊，用于采集一小時內風力發電機組的風速實測值，采樣周期設置為1分鐘；查詢模塊，用于將采集到的風速實測值輸入到風電機組的主控系統，查詢這些風速實測值對應的風電機組的功率實測值；風速序列模塊，用于根據采集到的風速實測值建立風速實測數據時間序列；功率序列模塊，用于根據查詢到的功率實測值建立功率實測數據時間序列；數據處理模塊，用于對上述數據進行處理。

【技術特征摘要】
1.一種風力發電站的風電數據處理系統，其特征在于包括以下部分：采集模塊，用于采集一小時內風力發電機組的風速實測值，采樣周期設置為1分鐘；查詢模塊，用于將采集到的風速實測值輸入到風電機組的主控系統，查詢這些風速實測值對應的風電機組的功率實測值；風速序列模塊，用于根據采集到的風速實測值建立風速實測數據時間序列；功率序列模塊，用于根據查詢到的功率實測值建立功率實測數據時間序列；數據處理模塊，用于對上述數據進行處理。2.根據權利要求1所述的風力發電站的風電數據處理系統，其特征在于所述數據處理模塊具體包括以下部分：建模模塊，用于基于風速值作為模型輸入構建對風電功率進行預測的模型，將采集到的風速實測值作為輸入數據，經預測模型輸出得到風速實測值對應的功率預測值；差值計算模塊，用于計算功率實測值與對應的功率預測值之間的差值，構建一小時內差值集合作為模型誤差樣本；有效值提取模塊，用于通過樣本篩選方法從所述模型誤差樣本中提取出有效值，所述有效值所對應的初始數據中的數據部分作為用于風電功率預測建模的有效樣本即可。3.根據權利要求2所述風力發電站的風電數據處理系統，其特征在于所述風速序列模塊中：所述風速實測數據時間序列為：X＝{x1,x2,…,xN}其中，N＝60為風速實測數據時間序列的長度。4.根據權利要求3所述風力發電站的風電數據處理系統，其特征在于所述功率序列模塊中：所述功率實測數據時間序列為：Y＝{y1,y2,…,yN}其中，N＝60為功率實測數據時間序列的長度。5.根據權利要求4所述風力發電站的風電數據處理系統，其特征在于，還包括：歸一化處理模塊，用于對風速實測數據時間序列和功率實測數據時間序列進行歸一化處理。互信息模塊，用于根據歸一化處理后的風速實測數據時間序列和功率實測數據時間序列計算互信息時間序列，所述互信息時間序列為：其中，N＝60，P(X(i*))為風速實測數據時間序列的第i*個風速...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋云飛，
申請(專利權)人：宋云飛，
類型：發明
國別省市：浙江,33