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2011电工杯数学建模A题：风功率预测问题

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2011电工杯数学建模A题：风功率预测问题

2011“中国电机工程学会杯”全国大学生电工数学建模竞赛

A题 风电功率预测问题

根据百度百科，“风”是“跟地面大致平行的空气流动，是由于冷热气压分布不均匀而产生的空气流动现象”。

风能是一种可再生、清洁的能源，风力发电是最具大规模开发技术经济条件的非水电再生能源。现今风力发电主要利用的是近地风能。

近地风具有波动性、间歇性、低能量密度等特点，因而风电功率也是波动的。

大规模风电场接入电网运行时，大幅度地风电功率波动会对电网的功率平衡和频率调节带来不利影响。

如果可以对风电场的发电功率进行预测，电力调度部门就能够根据风电功率变化预先安排调度计划，保证电网的功率平衡和运行安全。

因此，如何对风电场的发电功率进行尽可能准确地预测，是急需解决的问题。

根据电力调度部门安排运行方式的不同需求，风电功率预测分为日前预测和实时预测。日前预测是预测明日24小时96个时点(每15分钟一个时点)的风电功率数值。实时预测是滚动地预测每个时点未来4小时内的16个时点(每15分钟一个时点)的风电功率数值。在附件1国家能源局颁布的风电场功率预测预报管理暂行办法中给出了误差统计的相应指标。

某风电场由58台风电机组构成，每台机组的额定输出功率为850kW。附件2

至2006年6月6日时间段内该风电场中指定的四台风中给出了2006年5月10日

电机组(A、B、C、D)输出功率数据(分别记为P，P，P，P;另设该四台机ABCD组总输出功率为P)及全场58台机组总输出功率数据(记为P)。 458 问题1:风电功率实时预测及误差分析。

请对给定数据进行风电功率实时预测并检验预测结果是否满足附件1中的关于预测精度的相关要求。具体要求:

1)采用不少于三种预测方法(至少选择一种时间序列分析类的预测方法);

2)预测量:

a(P, PPP; b(P; c(P。 AB, C, D458

3)预测时间范围分别为(预测用的历史数据范围可自行选定):

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2011“中国电机工程学会杯”全国大学生电工数学建模竞赛

a. 5月31日0时0分至5月31日23时45分;

b. 5月31日0时0分至6月6日23时45分。

4)试根据附件1中关于实时预测的考核要求分析你所采用方法的准确性;

5)你推荐哪种方法,

问题2:试分析风电机组的汇聚对于预测结果误差的影响。

在我国主要采用集中开发的方式开发风电，各风电机组功率汇聚通过风电场或风电场群(多个风电场汇聚而成)接入电网。众多风电机组的汇聚会改变风电功率波动的属性，从而可能影响预测的误差。

在问题1的预测结果中，试比较单台风电机组功率(P，P，P，P)的相ABCD对预测误差与多机总功率(P，P)预测的相对误差，其中有什么带有普遍性的458

规律吗,从中你能对风电机组汇聚给风电功率预测误差带来的影响做出什么样的预期,

问题3:进一步提高风电功率实时预测精度的探索。 提高风电功率实时预测的准确程度对改善风电联网运行性能有重要意义。请你在问题1的基础上，构建有更高预测精度的实时预测方法(方法类型不限)，并用预测结果说明其有效性。

通过求解上述问题，请分析论证阻碍风电功率实时预测精度进一步改善的主要因素。风电功率预测精度能无限提高吗,

附件1:风电场功率预测预报管理暂行办法

附件2:风功率数据P A

风功率数据P B

风功率数据P C

风功率数据P D

58台机总风功率数据P 58

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2013电工杯数学建模A题论文(国家二等奖)

2013电工杯数学建模A题论文(国家二等奖)

答卷编号：

论文题目：A题：风电功率波动特性的分析

姓 名 专业、班级 有效联系电话

参赛队员1

参赛队员2

参赛队员3

指导教师：冯玉昌

参赛学校：

证书邮寄地址及收件人：

答卷编号：

阅卷专家1 阅卷专家2 阅卷专家3

专家

签字

风电功率波动特性的分析

摘 要

本论文针对“风电功率波动特性的分析”问题，根据所给的风电机组功率数据建立风电功率波动特性的概率分布模型和灰色预测模型。由此，进行相关的问题分析及解决。

对于问题一、二，借鉴分离min级负荷的算法，采用滑动平均法分离s级风电功率，且处理了丢失数据及错误数据，以此提高数据的准确性。经过如此处理所给数据后，再采用Matlab的概率密度拟合工具箱dfittool得出五台风电机组的功率概率直方图及t location-scale分布、正态分布、逻辑斯特分布的概率分布图。发现t location-scale分布比其他分布更适于拟合各风电场概率密度函数，并作相关分析及检验。再用t location-scale分布以每日为时间窗宽，对5个风电功率分别计算30个时段的概率分布参数并做出检验。问题二与问题一方法一致，只需要从从上述5台机的风电功率数据中提取出间隔为1分钟的数据序列)(kmitP，重复问题一的方法即可。

对于问题三，由上可以分别获得采样间隔为5s和1min的相关波动特性参数，以此为依照进行波动特性与时间尺度关系的分析。

对于问题四，整合出20台机组的数据，再分别将采样间隔改为1min，5min，15min，使用问题一中同样的方法分析处理即可。

对于问题五，预测未来四小时的风电场总功率，我们采用了灰色模型（Grey

Model，GM），使用MATLAB对灰色模型GM（1，1）编程得到预测值，残差，级比偏差等相关数据结果。由于初步编程得出的预测模型为其累加后的方程，通过生成序列预测值及模型还原值之间的关系及之前所求的预测值模型易求的未来四小时风电场总功率预测模型。

2011全国数模竞赛A题

2011全国数模竞赛A题

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛

承 诺 书

我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A

我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 20111663

所属学校（请填写完整的全名）： 南京邮电大学

参赛队员 (打印并签名) ：1. 刘超舟

2. 刘立亿

3. 董睿

指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：

日期： 2011 年 9 月12 日

赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛

2011数学建模A题标准模型

2011数学建模A题标准模型

20011高教社杯全国大学生数学建模竞赛

承 诺 书

我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A

我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：是 S13011

所属学校（请填写完整的全名）： 河南科技学院

参赛队员 (打印并签名) ：1. 张雅博

2. 张大双

3. 王伽维

指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 数学建模指导组

日期 2011年 9 月 12 日

赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛

编 号 专 用 页

赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

电工杯数学建模历年赛题

电工杯数学建模历年赛题

电工杯数学建模历年赛题

电工杯数学建模竞赛是中国电力企业协会主办的全国性比赛，旨在培养和提高大学生数学建模能力，促进电力行业对数学建模的应用。下面是电工杯数学建模历年赛题的一些例子：

1.年度发电能力规划：根据不同地区的电力需求和发电方式的限制条件，确定未来一段时间内的发电能力规划，以实现电力供应和环境保护的平衡。

2.电力系统稳定性分析：通过分析电力系统中各个节点的电流、电压和功率等参数，确定系统是否稳定，以及如何优化系统的稳定性，提高电力输送效率。

3.电网故障定位：基于电力系统运行过程中发生的故障信息和传感器采集的数据，确定电网中出现故障的具体位置，以便及时修复并恢复电力供应。

4.智能电网规划：考虑到新能源发电、电动汽车充电需求和用户用电行为的变化等因素，设计智能电网的布局和运行策略，以提高电网的可靠性和可持续发展能力。

5.电力市场分析：通过分析电力市场中电力需求和供应、发电成本以及政策等因素的影响，预测电力价格和市场的走势，以指导电力企业的运营和决策。

以上只是一些电工杯数学建模历年赛题的示例，每年的具体赛题会根据电力行业的实际需求和发展方向进行调整和更新。