自动测风系统的研制与风场发电功率预测研究

admin · 发表于 2023-9-30 15:54:29

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风能是一种清洁的可持续性能源，开发与利用风能是我国本世纪的重要能源战略。风能利用的主要形式是风力发电，风力发电已成为世界上公认的最接近商业化、市场竞争力最强的可再生能源技术之一，也是近期能够较快实现规模化发展的可再生能源发电技术。本文主要针对风电系统中的自动测风系统和风电功率预测进行研究。首先，本文提出并设计一种智能型远程风能资源监测分析系统：基于ARM和DSP的嵌入式系统对数据进行分析与处理，依托GPRS无线网络实现数据的收发和系统的远程监控与升级，并在上位计算机配备对应的分析计算软件。系统在线远程监测风速、风向、温度、湿度、大气压力等传感器数据，采用太阳能供电，低温低功耗设计，具有避雷电路与防水防风尘外壳；其次，本文提出一种基于小波分解、遗传算法和支持向量机的短期风速预测模型。采用风速历史值作为模型输入，通过模型的数据处理单元、参数寻优单元和支持向量机单元对短期风速值进行预测。同时引入模型的可调参数，通过调节参数提高模型对应不同风场风速数据的普遍适应性。本文设计的智能型风能资源监测分析系统与现有的风能资源记录设备相比，在完成现有测风设备对风能资源进行采集、处理的同时，具有低功耗、在线远程监控与升级等特点，并在上位计算机配套完整的风能资源分析软件。通过在河北某风场连续运行3个半月显示，系统运行性能稳定，满足工业应用要求。本文提出的短期风速预测模型包括数据处理单元、参数寻优单元和支持向量机单元，并引入了模型的可调参数，通过改变可调参数从而适应不同风场的风速数据信息，增强了模型对应于不同风场的普遍适应性。算例结果表明，模型预测的风速与真实值基本一致，并且具有较好的适应性，可适应不同风场的数据。

自动测风系统的研制与风场发电功率预测研究

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