風(fēng)能是目前最具有發(fā)展前景的清潔能源之一,與其他可再生能源相比,具有技術(shù)成熟、成本相對(duì)較低、對(duì)環(huán)境影響較小等優(yōu)勢(shì)。隨著風(fēng)電技術(shù)的成熟,我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)數(shù)量和容量大幅提升,更大容量及更高發(fā)電效率的風(fēng)電機(jī)組紛紛被推向市場(chǎng),并逐漸取代單機(jī)容量較小的產(chǎn)品,成為市場(chǎng)主流。分析風(fēng)電裝機(jī)平均功率的趨勢(shì),對(duì)于研究風(fēng)電市場(chǎng)與技術(shù)的發(fā)展規(guī)律具有一定的實(shí)際意義。
目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)風(fēng)電裝機(jī)平均功率的預(yù)測(cè)進(jìn)行了大量研究。風(fēng)電行業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)EER 對(duì)2010 年-2025 年的風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)情況按照單機(jī)容量進(jìn)行預(yù)測(cè),基于技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境的假設(shè),風(fēng)電機(jī)組將從目前主流單機(jī)容量1.5MW -1.9MW 向3MW 以上發(fā)展;崔學(xué)勤等從技術(shù)轉(zhuǎn)移角度指出新安裝的風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)功率在不斷增大,兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)成為我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)的主流產(chǎn)品;鄧院昌等對(duì)海上風(fēng)電的發(fā)展做了詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析,提出以兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組為主導(dǎo)的大規(guī)模商業(yè)化海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)拉開了帷幕。
現(xiàn)階段在預(yù)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的是灰色系統(tǒng)、支持向量機(jī)(SVM )以及BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等理論。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)需要大量樣本;支持向量機(jī)方法雖然適合小樣本預(yù)測(cè),但是預(yù)測(cè)模型的泛化性能容易受樣本多少的影響;而灰色系統(tǒng)理論在處理時(shí)間序列短、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)少的小樣本問題時(shí)精度較高。因此,本文采用灰色系統(tǒng)理論中的GM(1,1)模型預(yù)測(cè)我國(guó)未來(lái)風(fēng)電裝機(jī)的平均功率。
風(fēng)電裝機(jī)平均功率預(yù)測(cè)方法
一、我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)平均功率變化趨勢(shì)
我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)自2004 年以來(lái)進(jìn)入高速發(fā)展期,本文根據(jù)《2005 年-2014 年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)》結(jié)果,計(jì)算了2005 年-2014 年我國(guó)風(fēng)電新增和累計(jì)裝機(jī)平均功率的變化趨勢(shì),如圖1、圖2 所示。
從圖1、圖2 可以看出,我國(guó)風(fēng)電新增與累計(jì)裝機(jī)平均功率變化趨勢(shì)保持一致,2008 年以前增長(zhǎng)較快,2008 年以后增長(zhǎng)趨于平穩(wěn),風(fēng)電裝機(jī)平均功率向大型化發(fā)展。
二、 灰色系統(tǒng)理論
灰色系統(tǒng)理論最早是由我國(guó)學(xué)者鄧聚龍教授提出的,用于研究數(shù)據(jù)量少、貧信息的不確定性問題的理論方法。作為灰色系統(tǒng)理論的核心內(nèi)容,GM(1,1)模型已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。
(一)GM(1,1)模型原理
GM(1,1)模型的方法是將原始數(shù)據(jù)經(jīng)過累加生成規(guī)律明顯的一次累加生成數(shù)據(jù),然后對(duì)一次累加生成數(shù)據(jù)進(jìn)行建模的方法。設(shè)給定的原始序列為:
由此可得GM(1,1)模型的時(shí)間響應(yīng)公式:
(二)模型精度檢驗(yàn)
GM(1,1)模型預(yù)測(cè)的精度,常用的檢驗(yàn)方法是“后驗(yàn)差檢驗(yàn)”和“小誤差概率”。引入絕對(duì)殘差序列:
我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)平均功率預(yù)測(cè)
一、 灰色預(yù)測(cè)模擬結(jié)果及精度檢驗(yàn)
數(shù)據(jù)選取的是否合理,首先應(yīng)對(duì)原始數(shù)據(jù)系列進(jìn)行建模可行性檢驗(yàn)。
因此選取的數(shù)據(jù)可進(jìn)行GM(1,1)建模。