商品详情
书名：风电不确定性建模理论
定价：98.0
ISBN：9787030507600
作者：于达仁
版次：1
出版时间：2016-11
内容提要：
风电的不确定性——随机性、波动性和间歇性是影响风电安全高效消纳的关键因素。针对上述问题，本书从风的物理本质出发，结合电力系统实时调度与优化控制的需求，对风电不确定性进行研究。主要研究内容如下：①在随机性研究方面：发现风速随机过程满足异方差的非线性随机过程；②在波动性研究方面：发现风速波动过程中存在大尺度波动对小尺度波动的多尺度调制效应以及日照加热对湍动的调制效应；同时引入变差分析对风电的波动速率进行刻画，并对风电波动速率的特性展开研究；③在间歇性研究方面：根据大气边界层湍流间歇性的研究，定义了间歇性刻画指标，实现对风电间歇性的定量刻画；④基于相关分析对风速的可预报性进行分析，发现风速方差、变差及间歇性度量指标具有特定时间尺度的可预报性，扩展了风速的预报参数；⑤在上述不确定性研究的基础上，改进了现有的风速预报模型，并从电能质量评估、电网调频、调度等方面讨论了风电不确定性研究的具体应用。
目录：
目录
序
前言
第1章概论1
1.1概述1
1.2大规模风电并网的关键基础问题5
1.2.1大规模风电并网影响研究8
1.2.2风电预报研究10
1.2.3风电特性的研究20
1.3风电不确定性建模的必要性25
1.4风速的非平稳随机过程26
参考文献29
第2章风的物理本质认识37
2.1引言37
2.2大气边界层运动37
2.2.1气压梯度力37
2.2.2摩擦力38
2.2.3科里奥利力39
2.2.4离心力40
2.3大气边界层的基本特点40
2.3.1大气边界层的垂直分层40
2.3.2大气边界层的湍流性41
2.3.3大气边界层的日变化42
2.4湍流43
2.4.1湍流现象与雷诺实验43
2.4.2湍流的四个重要概念44
2.4.3大气湍流的基本特性45
2.4.4大气湍流的产牛和维持47
2.4.5大气湍流的研究方法48
2.4.6局地均匀各向同性理论与动能串级输送49
2.4.7湍流的间歇性52
2.5本章小结54
参考文献55
第3章风电方差建模57
3.1引言57
3.2风速方差58
3.2.1风速方差的定义58
3.2.2传统方差计算方法的局限性58
3.2.3基于小波算法的风速瞬时方差计算方法59
3.3风速方差的多尺度调幅效应研究65
3.3.1风场实测风速的方差计算65
3.3.2风速方差的调幅效应67
3.3.3调幅效应的多尺度特性70
3.4风速方差的定量刻画模型72
3.5风功率方差不确定性建模76
3.5.1风功率的调幅效应76
3.5.2风功率调幅效应的多尺度特性77
3.6风电方差多尺度调幅效应的物理机制80
3.7本章小结80
参考文献80
第4章风电变差建模82
4.1引言82
4.2变差分析方法83
4.3风速变差分析84
4.3.1风速变差85
4.3.2风速变化率的定量刻画模型86
4.4风功率变差不确定性模型89
4.4.1风功率变差的调制效应89
4.4.2风功率变差的定量刻画模型90
4.5奉章小结91
参考文献92
第5章风电频谱特性研究93
5.1引言93
5.2风速瞬时频谱模型93
5.3风速的多尺度调频效应研究95
5.3.1风速的调频效应95
5.3.2调频效应的多尺度特性97
5.4风功率功率谱98
5.5场群瞬时功率谱特性研究99
5.5.1风电功率的功率谱估计实例分析99
5.5.2风电功率的汇聚效应101
5.6物理机制分析102
5.7本章小结103
参考文献103
第6章风电间歇性研究及定量刻画105
6.1引言105
6.2风速间歇性定义105
6.3风速间歇性定量研究106
6.3.1风速陡变占空比106
6.3.2统计参数特性分析IIO
6.3.3风功率陡变占空比115
6.4风机启停频度的定量研究116
6.5本章小结123
参考文献123
第7章风速日周期特性研究124
7.1引言124
7.2时间序列的周期性分析方法124
7.3风速方差的周期特性研究125
7.3.1风速方差日周期特性125
7.3.2不同因素对风速方差日周期特性的影响133
7.3.3时变建模方法消除R周期特性的影响136
7.4风速变差的日周期特性研究138
7.5风速陡变占空比的日周期特性142
7.6日周期的物理机制分析及应用探讨143
7.6.1R周期特性的物理机制分析143
7.6.2日周期对风电安全高效应用的意义分析144
7.7本章小结144
参考文献144
第8章风速可预报性分析研究145
8.1引言145
8.2可预报性度量146
8.2.1基于自相关的可预报性度量146
8.2.2基于互相关的叮预报性度量146
8.3小时级平均风速可预报性分析147
8.4方差可预报性分析150
8.5变差可预报性分析151
8.6风速陡变占空比可预报性分析152
8.7风速预报参数的扩展154
8.8本章小结154
参考文献154
第9章基于历史数据的预报模型建模156
9.1引言156
9.2平均风速多尺度预报模型156
9.2.1现有多尺度预报模型156
9.2.2预报模型的构建157
9.2.3支持向量回归和核岭回归157
9.2.4预报算例及结果分析161
9.3异方差特性建模167
9.3.1基础知识167
9.3.2异方差噪声特性的v支持向量回归模型168
9.3.3预报算例及结果分析173
9.4风速其他要素预报算例175
9.4.1深度学习预报模型175
9.4.2方差预报算例及结果分析186
9.4.3变差预报算例及结果分析187
9.4.4陡变占空比预报算例及结果分析189
9.5本章小结191
参考文献191
第10章风电不确定性模型的应用193
10.1引言193
10.2电能质量评估193
10.3计及风电功率波动的电网调频能力评估195
10.3.1计及秒级风电功率波动的电网一次调频能力197
10.3.2计及分钟级风电功率波动的电网二次调频能力201
10.3.3计及风电功率波动的电网调频能力量化评估可行性分析202
10.4DPFRA和DSFRA在风电大规模并网电力系统中的应用204
10.4.1不同1日素对DPI;RA和DsFRA的影响204
10.4.2DPFRA和DSFRA的具体应用办法206
10.4.3算例分析207
10.5控制策略研究213
10.5.1动态一次调频控制策略213
10.5.2结合实测风场功率输出的二次调频前馈控制218
10.5.3两种控制策略的协调配合222
10.6电力系统调度中的应用223
10.7多能源互补及一体化平抑策略224
10.7.1风电的多元互补策略224
10.7.2体化平抑控制策略225
10.8本章小结230
参考文献230
在线试读：
第1章 概论
1.1概述
面对化石能源日益枯竭、环境污染、气候变化等人类共同的难题，大力开发利用风能、太阳能、生物质能等新能源，提升传统能源利用效率、节能减排、发展智能电网，已成为世界各国的基本共识［1］。风能是所有可再生能源中*具规模化开发前景的新能源。图1-1和图1-2所示为中国风能协会对全世界截至2015年12月31日的风电装机容量统计情况。以德国为例，2015年德国累计的已并网海上风电总装机容量达到3294.9MW，较2014年增长了225%。并且，还有956MW正处于建设之中［2］。按照现有政策，到2017年底，德国*多可为在2020年完成吊装的海上风电项目分配7700MW的限额，如图1-3所示。此外风力发电设备的制造技术也日益成熟，2015年首次并网的海上风电机组的平均单机容量为4145kW，平均风轮直径为119.7m，平均轮毂高度为88.5m，平均单机容量则提高了9.5%。据北极星风力发电网报道，世界上十大风机之一是德国Enercon风电公司旗下的E-126产品，机组塔架高度为135m，风轮直径为126m，总高可达198m，风机总重6000t，这个巨无霸可产生7.5MW的电力。
图1-1近十五年全世界风电发展概况
图1-2装机容量排名前十国家（2015年）
图1-3德国2015年海上风电发展概况
图1-4中国近十年的风电发展概况
我国政府制定了发展新能源产业的国家战略，并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划中。近十年来，中国的风电装机容量呈现指数型增长，如图1-4所示。2016年3月3日，国家能源局发布《关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》，首次明确了2020年各省（区、市）能源消费总量中的可再生能源比重目标在5%到13%之间，而全社会用电量中的非水电可再生能源电量比重指标为9%。预计未来风电装机容量年增长率还将会继续增长。《国家电网公司促进新能源发展白皮书(2016)》指出：图1-5我国电力装备出口状况在“十三五”期间加大新能源项目配套电网投资，加快工程建设，尽*大努力保障2020年前年均新增风电2500万千瓦、光伏发电2000万千瓦装机的并网和送出。根据《白皮书》的数据显示，2015年，国家电网调度范围风电、太阳能发电新增装机容量发电量分别为1661亿千瓦时、377亿千瓦时，国家电网已成全球范围内接入新能源规模*大的电网。泛珠三角区域合作指导意见也相继指出了积极开发风能等新能源的战略：“大力发展新能源和可再生能源，稳妥推进已经列入相关规划的核电项目建设，积极开发风能、太阳能、生物质能、海洋能等新能源，完善区域电源点布局，推广多能互补的分布式能源”。此外，我国电力装备及技术发展迅速，新能源技术实力进一步提升，目前风电等新能源装备出口比重接近7%，如图1-5所示。
规模化新能源电力的安全高效开发利用是我国全面建设小康社会、实现可持续发展的必然选择，是调整产业结构、加快经济发展方式转变的重大举措，是构建我国科技竞争新优势、掌握新兴产业发展主动权的难得机遇［3］。未来新能源电力必将由补充能源发展为替代能源，并*终成为主流能源。北极星电力网公布数据显示：发展清洁能源已成为全球共识，全球能源互联网未来矩阵可分国内互联、周内互联和洲际互联三个阶段实施，全面解决世界能源安全、环境污染和温室气体排放等问题。国家电网公司分析了构建全球能源互联网以清洁和绿色的方式满足全球电力的需求，预计，到2050年清洁能源比重将达到80%，节能减排效果巨大［4］。然而，随着风电并网规模的扩大，风电不确定性对电力系统与电力市场的稳定性、充裕性及经济性的影响也日益彰显，弃风限电问题日趋严重［5］。在目前电源结构下，弃风比例已逾一成,如图1-6所示；随着新能源电力的规模化发展，“弃风”现象将更加凸显。因此，规模化新能源电力的安全高效利用问题亟待解决。
图1-6近年来中国的风电平均利用小时数及弃风率
当前，规模化新能源电力消纳已成为我国电力系统面临的重大现实问题［3］。并且，随着风电渗透率的不断提高，规模化新能源电力消纳面临的问题和矛盾将更加突出。因此，国家能源局相继出台了系列新能源发展指导和支持政策，如《国家能源局关于做好2016年度风电消纳工作有关要求的通知》和国家发改委印发的《可再生能源发电全额保障性收购管理办法》等。大规模风电的安全高效利用是一个无法回避的现实问题。目前，我国大规模新能源电力消纳的制约瓶颈有以下两点：①电源结构性矛盾突出，匮乏可平抑新能源电力随机波动特性的电源。②开发成本高，利用率低，缺乏实现全局优化的理论体系［1,3］。
实际上，以风电为代表的新能源电力，其本质特征是空间尺度的分散性与时间尺度的随机波动不确定性。并且，风能等新能源电源的随机不确定性随季节、气候、局部气象、地理条件等因素的变化而不同。因此，研究风电不确定性等新能源电源的内在特性，发展与之相适应的建模理论与方法，对新能源电力系统的安全经济运行具有非常重要的意义。
1.2大规模风电并网的关键基础问题
风能等新能源电源的强随机不确定性通过电网与电力系统相互作用，使系统运行条件和运行特性更加复杂。因此，新能源电力系统的安全高效运行相关的基础研究成为热点。下面从文献计量学的角度分析风电相关的研究现状。
在Web of Science平台上，以“wind power” 为主题检索相关文献，截止到2016年3月能够检索到文献23万多篇。在此基础上，限定标题中含有“integration”后进一步精炼后得到4500多篇文献，引文报告如图1-7所示。若是以标题搜索“wind speed”or“wind power”&“prediction”or“forecasting”可以得到 120万多篇文献，利用“wind farm”进一步精简可以得到 20多万篇文献，由于文献过多无法创建引文报告。若是以标题搜索“wind speed” or “wind power” & “uncertainty characteristic”可以得到14万多篇文献，利用“wind farm”进一步精简可以得到3800多篇文献，引文报告如图1-8所示。在一定程度上可以看出：全世界相关研究在 2005年之后发展较为迅速，2012年后有大幅提高。
图1-7以“wind speed or power”和“uncertainty characteristic”为主题的引文报告
图1-8以“wind speed or power”和“forecast”为主题的引文报告
在“中文学术资源发现平台”上，以主题“风电”检索相关文献，截止到2016年3月，能够检索到 8万多篇文献，包括期刊、学位论文、会议论文、专利、标准、报纸和科技成果。在此基础上，限定标题中含有“并网”后进一步精炼后得到1万多篇文献。若是以标题搜索“风速”or“风功率”and“预报”or“预测”可以得到130多万篇文献；而即便是限定标题中含有“风电场”后，进一步精炼后得到文献也高达12多万篇。而以标题搜索“风电场”and“风速”or“风功率”and“特性”只可以得到1000多篇文献。图1-9所示为三种不同检索主题下的学术发展趋势分析图，三种检索主题下得到的文献研究单位及其相关性如表1-1所示。进一步地，对研究热点“预报”和特性的文献进行分析，还可以得到基金项目的支持情况，如图1-10所示。
表1-1 三种检索主题下得到文献的相关研究单位
定价：98.0
ISBN：9787030507600
作者：于达仁
版次：1
出版时间：2016-11
内容提要：
风电的不确定性——随机性、波动性和间歇性是影响风电安全高效消纳的关键因素。针对上述问题，本书从风的物理本质出发，结合电力系统实时调度与优化控制的需求，对风电不确定性进行研究。主要研究内容如下：①在随机性研究方面：发现风速随机过程满足异方差的非线性随机过程；②在波动性研究方面：发现风速波动过程中存在大尺度波动对小尺度波动的多尺度调制效应以及日照加热对湍动的调制效应；同时引入变差分析对风电的波动速率进行刻画，并对风电波动速率的特性展开研究；③在间歇性研究方面：根据大气边界层湍流间歇性的研究，定义了间歇性刻画指标，实现对风电间歇性的定量刻画；④基于相关分析对风速的可预报性进行分析，发现风速方差、变差及间歇性度量指标具有特定时间尺度的可预报性，扩展了风速的预报参数；⑤在上述不确定性研究的基础上，改进了现有的风速预报模型，并从电能质量评估、电网调频、调度等方面讨论了风电不确定性研究的具体应用。
目录：
目录
序
前言
第1章概论1
1.1概述1
1.2大规模风电并网的关键基础问题5
1.2.1大规模风电并网影响研究8
1.2.2风电预报研究10
1.2.3风电特性的研究20
1.3风电不确定性建模的必要性25
1.4风速的非平稳随机过程26
参考文献29
第2章风的物理本质认识37
2.1引言37
2.2大气边界层运动37
2.2.1气压梯度力37
2.2.2摩擦力38
2.2.3科里奥利力39
2.2.4离心力40
2.3大气边界层的基本特点40
2.3.1大气边界层的垂直分层40
2.3.2大气边界层的湍流性41
2.3.3大气边界层的日变化42
2.4湍流43
2.4.1湍流现象与雷诺实验43
2.4.2湍流的四个重要概念44
2.4.3大气湍流的基本特性45
2.4.4大气湍流的产牛和维持47
2.4.5大气湍流的研究方法48
2.4.6局地均匀各向同性理论与动能串级输送49
2.4.7湍流的间歇性52
2.5本章小结54
参考文献55
第3章风电方差建模57
3.1引言57
3.2风速方差58
3.2.1风速方差的定义58
3.2.2传统方差计算方法的局限性58
3.2.3基于小波算法的风速瞬时方差计算方法59
3.3风速方差的多尺度调幅效应研究65
3.3.1风场实测风速的方差计算65
3.3.2风速方差的调幅效应67
3.3.3调幅效应的多尺度特性70
3.4风速方差的定量刻画模型72
3.5风功率方差不确定性建模76
3.5.1风功率的调幅效应76
3.5.2风功率调幅效应的多尺度特性77
3.6风电方差多尺度调幅效应的物理机制80
3.7本章小结80
参考文献80
第4章风电变差建模82
4.1引言82
4.2变差分析方法83
4.3风速变差分析84
4.3.1风速变差85
4.3.2风速变化率的定量刻画模型86
4.4风功率变差不确定性模型89
4.4.1风功率变差的调制效应89
4.4.2风功率变差的定量刻画模型90
4.5奉章小结91
参考文献92
第5章风电频谱特性研究93
5.1引言93
5.2风速瞬时频谱模型93
5.3风速的多尺度调频效应研究95
5.3.1风速的调频效应95
5.3.2调频效应的多尺度特性97
5.4风功率功率谱98
5.5场群瞬时功率谱特性研究99
5.5.1风电功率的功率谱估计实例分析99
5.5.2风电功率的汇聚效应101
5.6物理机制分析102
5.7本章小结103
参考文献103
第6章风电间歇性研究及定量刻画105
6.1引言105
6.2风速间歇性定义105
6.3风速间歇性定量研究106
6.3.1风速陡变占空比106
6.3.2统计参数特性分析IIO
6.3.3风功率陡变占空比115
6.4风机启停频度的定量研究116
6.5本章小结123
参考文献123
第7章风速日周期特性研究124
7.1引言124
7.2时间序列的周期性分析方法124
7.3风速方差的周期特性研究125
7.3.1风速方差日周期特性125
7.3.2不同因素对风速方差日周期特性的影响133
7.3.3时变建模方法消除R周期特性的影响136
7.4风速变差的日周期特性研究138
7.5风速陡变占空比的日周期特性142
7.6日周期的物理机制分析及应用探讨143
7.6.1R周期特性的物理机制分析143
7.6.2日周期对风电安全高效应用的意义分析144
7.7本章小结144
参考文献144
第8章风速可预报性分析研究145
8.1引言145
8.2可预报性度量146
8.2.1基于自相关的可预报性度量146
8.2.2基于互相关的叮预报性度量146
8.3小时级平均风速可预报性分析147
8.4方差可预报性分析150
8.5变差可预报性分析151
8.6风速陡变占空比可预报性分析152
8.7风速预报参数的扩展154
8.8本章小结154
参考文献154
第9章基于历史数据的预报模型建模156
9.1引言156
9.2平均风速多尺度预报模型156
9.2.1现有多尺度预报模型156
9.2.2预报模型的构建157
9.2.3支持向量回归和核岭回归157
9.2.4预报算例及结果分析161
9.3异方差特性建模167
9.3.1基础知识167
9.3.2异方差噪声特性的v支持向量回归模型168
9.3.3预报算例及结果分析173
9.4风速其他要素预报算例175
9.4.1深度学习预报模型175
9.4.2方差预报算例及结果分析186
9.4.3变差预报算例及结果分析187
9.4.4陡变占空比预报算例及结果分析189
9.5本章小结191
参考文献191
第10章风电不确定性模型的应用193
10.1引言193
10.2电能质量评估193
10.3计及风电功率波动的电网调频能力评估195
10.3.1计及秒级风电功率波动的电网一次调频能力197
10.3.2计及分钟级风电功率波动的电网二次调频能力201
10.3.3计及风电功率波动的电网调频能力量化评估可行性分析202
10.4DPFRA和DSFRA在风电大规模并网电力系统中的应用204
10.4.1不同1日素对DPI;RA和DsFRA的影响204
10.4.2DPFRA和DSFRA的具体应用办法206
10.4.3算例分析207
10.5控制策略研究213
10.5.1动态一次调频控制策略213
10.5.2结合实测风场功率输出的二次调频前馈控制218
10.5.3两种控制策略的协调配合222
10.6电力系统调度中的应用223
10.7多能源互补及一体化平抑策略224
10.7.1风电的多元互补策略224
10.7.2体化平抑控制策略225
10.8本章小结230
参考文献230
在线试读：
第1章 概论
1.1概述
面对化石能源日益枯竭、环境污染、气候变化等人类共同的难题，大力开发利用风能、太阳能、生物质能等新能源，提升传统能源利用效率、节能减排、发展智能电网，已成为世界各国的基本共识［1］。风能是所有可再生能源中*具规模化开发前景的新能源。图1-1和图1-2所示为中国风能协会对全世界截至2015年12月31日的风电装机容量统计情况。以德国为例，2015年德国累计的已并网海上风电总装机容量达到3294.9MW，较2014年增长了225%。并且，还有956MW正处于建设之中［2］。按照现有政策，到2017年底，德国*多可为在2020年完成吊装的海上风电项目分配7700MW的限额，如图1-3所示。此外风力发电设备的制造技术也日益成熟，2015年首次并网的海上风电机组的平均单机容量为4145kW，平均风轮直径为119.7m，平均轮毂高度为88.5m，平均单机容量则提高了9.5%。据北极星风力发电网报道，世界上十大风机之一是德国Enercon风电公司旗下的E-126产品，机组塔架高度为135m，风轮直径为126m，总高可达198m，风机总重6000t，这个巨无霸可产生7.5MW的电力。
图1-1近十五年全世界风电发展概况
图1-2装机容量排名前十国家（2015年）
图1-3德国2015年海上风电发展概况
图1-4中国近十年的风电发展概况
我国政府制定了发展新能源产业的国家战略，并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划中。近十年来，中国的风电装机容量呈现指数型增长，如图1-4所示。2016年3月3日，国家能源局发布《关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》，首次明确了2020年各省（区、市）能源消费总量中的可再生能源比重目标在5%到13%之间，而全社会用电量中的非水电可再生能源电量比重指标为9%。预计未来风电装机容量年增长率还将会继续增长。《国家电网公司促进新能源发展白皮书(2016)》指出：图1-5我国电力装备出口状况在“十三五”期间加大新能源项目配套电网投资，加快工程建设，尽*大努力保障2020年前年均新增风电2500万千瓦、光伏发电2000万千瓦装机的并网和送出。根据《白皮书》的数据显示，2015年，国家电网调度范围风电、太阳能发电新增装机容量发电量分别为1661亿千瓦时、377亿千瓦时，国家电网已成全球范围内接入新能源规模*大的电网。泛珠三角区域合作指导意见也相继指出了积极开发风能等新能源的战略：“大力发展新能源和可再生能源，稳妥推进已经列入相关规划的核电项目建设，积极开发风能、太阳能、生物质能、海洋能等新能源，完善区域电源点布局，推广多能互补的分布式能源”。此外，我国电力装备及技术发展迅速，新能源技术实力进一步提升，目前风电等新能源装备出口比重接近7%，如图1-5所示。
规模化新能源电力的安全高效开发利用是我国全面建设小康社会、实现可持续发展的必然选择，是调整产业结构、加快经济发展方式转变的重大举措，是构建我国科技竞争新优势、掌握新兴产业发展主动权的难得机遇［3］。未来新能源电力必将由补充能源发展为替代能源，并*终成为主流能源。北极星电力网公布数据显示：发展清洁能源已成为全球共识，全球能源互联网未来矩阵可分国内互联、周内互联和洲际互联三个阶段实施，全面解决世界能源安全、环境污染和温室气体排放等问题。国家电网公司分析了构建全球能源互联网以清洁和绿色的方式满足全球电力的需求，预计，到2050年清洁能源比重将达到80%，节能减排效果巨大［4］。然而，随着风电并网规模的扩大，风电不确定性对电力系统与电力市场的稳定性、充裕性及经济性的影响也日益彰显，弃风限电问题日趋严重［5］。在目前电源结构下，弃风比例已逾一成,如图1-6所示；随着新能源电力的规模化发展，“弃风”现象将更加凸显。因此，规模化新能源电力的安全高效利用问题亟待解决。
图1-6近年来中国的风电平均利用小时数及弃风率
当前，规模化新能源电力消纳已成为我国电力系统面临的重大现实问题［3］。并且，随着风电渗透率的不断提高，规模化新能源电力消纳面临的问题和矛盾将更加突出。因此，国家能源局相继出台了系列新能源发展指导和支持政策，如《国家能源局关于做好2016年度风电消纳工作有关要求的通知》和国家发改委印发的《可再生能源发电全额保障性收购管理办法》等。大规模风电的安全高效利用是一个无法回避的现实问题。目前，我国大规模新能源电力消纳的制约瓶颈有以下两点：①电源结构性矛盾突出，匮乏可平抑新能源电力随机波动特性的电源。②开发成本高，利用率低，缺乏实现全局优化的理论体系［1,3］。
实际上，以风电为代表的新能源电力，其本质特征是空间尺度的分散性与时间尺度的随机波动不确定性。并且，风能等新能源电源的随机不确定性随季节、气候、局部气象、地理条件等因素的变化而不同。因此，研究风电不确定性等新能源电源的内在特性，发展与之相适应的建模理论与方法，对新能源电力系统的安全经济运行具有非常重要的意义。
1.2大规模风电并网的关键基础问题
风能等新能源电源的强随机不确定性通过电网与电力系统相互作用，使系统运行条件和运行特性更加复杂。因此，新能源电力系统的安全高效运行相关的基础研究成为热点。下面从文献计量学的角度分析风电相关的研究现状。
在Web of Science平台上，以“wind power” 为主题检索相关文献，截止到2016年3月能够检索到文献23万多篇。在此基础上，限定标题中含有“integration”后进一步精炼后得到4500多篇文献，引文报告如图1-7所示。若是以标题搜索“wind speed”or“wind power”&“prediction”or“forecasting”可以得到 120万多篇文献，利用“wind farm”进一步精简可以得到 20多万篇文献，由于文献过多无法创建引文报告。若是以标题搜索“wind speed” or “wind power” & “uncertainty characteristic”可以得到14万多篇文献，利用“wind farm”进一步精简可以得到3800多篇文献，引文报告如图1-8所示。在一定程度上可以看出：全世界相关研究在 2005年之后发展较为迅速，2012年后有大幅提高。
图1-7以“wind speed or power”和“uncertainty characteristic”为主题的引文报告
图1-8以“wind speed or power”和“forecast”为主题的引文报告
在“中文学术资源发现平台”上，以主题“风电”检索相关文献，截止到2016年3月，能够检索到 8万多篇文献，包括期刊、学位论文、会议论文、专利、标准、报纸和科技成果。在此基础上，限定标题中含有“并网”后进一步精炼后得到1万多篇文献。若是以标题搜索“风速”or“风功率”and“预报”or“预测”可以得到130多万篇文献；而即便是限定标题中含有“风电场”后，进一步精炼后得到文献也高达12多万篇。而以标题搜索“风电场”and“风速”or“风功率”and“特性”只可以得到1000多篇文献。图1-9所示为三种不同检索主题下的学术发展趋势分析图，三种检索主题下得到的文献研究单位及其相关性如表1-1所示。进一步地，对研究热点“预报”和特性的文献进行分析，还可以得到基金项目的支持情况，如图1-10所示。
表1-1 三种检索主题下得到文献的相关研究单位