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内容大纲
本书是国际能源署(IEA)风能技术合作计划关于可再生能源预测的推荐应用方法,内容分为4部分:第1部分是预测解决方案的选择,主要讨论了如何制定一个标准化的流程,以帮助用户根据具体的应用场景选择最佳的预测解决方案;第2部分是预测基准试验和测试的设计与执行,具体讨论了定制化的预测基准和试验的设计、执行和分析;第3部分是预测解决方案的评估,包括对备选预测方法、业务和非业务应用预测方法以及整个预测解决方案的评估;第4部分是实时预报应用中的气象和电力数据需求,为选择、部署和维护气象传感器、功率测量设备以及进行相关数据质量控制工作提供指导。
本书适合需要基于风光可再生能源发电预测进行并网运行和市场交易,并支持和积极推进可再生能源发电预测流程标准化的相关人员阅读。这些人员既包括已经通过创新性方法从可再生能源发电预测中获取经济效益的行业先驱,也包括仍然对可再生能源发电预测存在困惑的行业新人,以及正在尽力将风光可再生能源发电预测融入业务流程的行业人员。 -
作者介绍
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目录
译者序
原书前言
关于作者
关于国际能源署风能技术合作计划及其任务36和任务
第1部分 预测解决方案的选择
第1章 预测解决方案选择
1.1 开始阅读前
1.2 背景和引言
1.3 目标
1.4 定义
第2章 初步考虑因素
2.1 初选预测供应商
2.2 预测解决方案的目标和需求
2.3 在预测解决方案中增加不确定性预测
2.4 信息检索表
第3章 决策支持工具
3.1 预测系统的初步规划
3.2 IT基础设施需要考虑的因素
3.2.1 单个预测供应商与多个预测供应商的IT基础设施要求对比
3.2.2 确定性预测与概率预测的IT基础设施要求对比
3.3 建立需求清单
3.4 短期解决方案
3.5 长期解决方案
3.6 具备IT系统的情况
3.7 现有IT解决方案的复杂程度
3.8 选择新供应商与现有供应商进行基准测试
3.9 预测解决方案的RFP评估标准
3.9.1 预测解决方案类型
3.9.2 供应商能力
3.9.3 服务评估
3.10 采用概率预测时的方法选择
3.10.1 不确定性的定义
3.10.2 不确定性预测方法
3.10.3 集合预报的培训工具
3.10.4 不确定性预测在能源行业中的应用
3.10.5 预测不确定性可视化
第4章 数据通信
4.1 术语
4.2 数据描述
4.3 数据格式和数据交换
4.3.1 1级数据格式和数据交换
4.3.2 2级数据格式和数据交换
4.4 格式化模板文件和模式示例
第5章 结语
第2部分 预测基准试验和测试的设计与执行
第6章 基准试验和测试的设计与执行
6.1 开始阅读前
6.2 背景和引言
6.3 定义
6.3.1 可再生能源预测基准
6.3.2 可再生能源预测测试
6.4 目标
第7章 初步考虑因素
7.1 决定是否执行测试或基准试验
7.2 测试和基准试验的益处
7.3 测试和基准试验的局限性
7.4 测试或基准试验中的时间表和预测时间
7.5 1页“速查”清单
第8章 实施测试或基准试验
8.1 第1阶段:测试准备
8.1.1 关键考虑因素
8.1.2 元数据采集
8.1.3 历史数据采集
8.1.4 IT/数据考虑因素
8.1.5 准备阶段的交流
8.1.6 准备阶段的试运行
8.2 第2阶段:基准/测试期间
8.2.1 基准/测试期间的交流
8.2.2 基准/测试期间的验证报告
8.3 第3阶段:基准/测试后
8.3.1 基准/测试结束时的沟通
8.3.2 基准/测试后的验证报告
第9章 对概率基准和测试的考虑
9.1 概率基准/测试准备阶段的挑战
9.2 概率基准/测试评估阶段的挑战
第10章 基准/测试的最佳实践建议
10.1 基准/测试的最佳实践
10.2 需要避免的问题
第3部分 预测解决方案的评估
第11章 预测解决方案评价
11.1 开始阅读前
11.2 背景和引言
第12章 评估不确定性的概述
12.1 代表性
12.1.1 评估样本的规模和组成
12.1.2 数据质量
12.1.3 预测提交控制
12.1.4 信息传播
12.2 显著性
12.3 相关性
第13章 测量数据的处理和控制
13.1 仪器信号和测量的不确定度
13.2 测量数据的收集和报告
13.2.1 与天气无关的减产
13.2.2 时间和空间上的测量数据聚合
13.3 测量数据的处理和归档
13.4 质量保证和质量控制
第14章 预测性能评估
14.1 预测属性指标选择
14.1.1 经典误差指标
14.1.2 异常值/极端误差
14.1.3 经验误差分布
14.1.4 二元分类或多元分类事件
14.2 预测区间和预测分布
14.3 概率预测评估方法
14.3.1 布里尔分数
14.3.2 排名概率(技巧)得分(RP(S)S)
14.3.3 可靠性评估
14.3.4 事件辨别能力:相对操作特征量(ROC)
14.3.5 预测的不确定性:瑞丽熵(Rény entropy)
14.4 基于评估指标的预测优化
14.5 集合预报的后处理
第15章 预测评估的最佳建议
15.1 制定评估框架
15.1.1 制定评分规则
15.1.2 预测和预测误差分析
15.1.3 确定性预测的验证方法
15.1.4 概率预测的验证方法
15.1.5 建立成本函数或评价矩阵
15.2 业务预测价值最大化
15.2.1 性能监测
15.2.2 预测诊断和持续优化
15.2.3 预测价值最大化
15.2.4 保持先进预测性能
15.2.5 激励机制
15.3 基准和测试评估
15.3.1 应用代表性、显著性和相关性的原则
15.3.2 执行阶段的评估准备
15.3.3 评估阶段的性能分析
15.3.4 基准评估示例
15.4 应用案例
15.4.1 能源交易和电力平衡
15.4.2 爬坡预测
15.4.3 用于备用配置的概率爬坡预测评价
第4部分 实时预报应用中的气象和电力数据需求
第16章 实时预报应用中的气象和电力数据需求
16.1 开始阅读前
16.2 背景和引言
16.3 章节结构和使用方法
第17章 实时气象测量数据的应用
17.1 特定应用需求
17.1.1 气象数据的特定应用需求
17.1.2 在系统运行、平衡和交易方面的应用
17.1.3 在风机、风电场运行方面的应用
17.1.4 在太阳能/光伏场站运行方面的应用
17.2 实时气象和功率测量的适用标准
17.2.1 风能资源测量标准
17.2.2 太阳能资源测量标准
17.3 气象测量通用标准
17.4 数据通信
第18章 实时运行的气象测量仪器
18.1 风能项目的气象测量仪器
18.1.1 杯式风速计
18.1.2 声波和超声波风速计
18.1.3 遥感设备
18.1.4 测风塔传感器部署
18.1.5 机舱传感器部署
18.2 太阳能项目的气象测量仪器
18.2.1 点测法
18.2.2 全天空成像仪
18.2.3 卫星数据
第19章 实时运行的功率测量
19.1 实时功率及其测量
19.2 测量系统
19.2.1 连接点仪表
19.2.2 风电SCADA系统
19.2.3 太阳能SCADA系统
19.3 可用功率信号
19.4 预测中的实时功率数据
19.4.1 预测供应商角度
19.4.2 预测用户角度
19.5 最佳实践建议总结
第20章 测量设置和校准
20.1 测量仪器的选择
20.1.1 风电项目测量仪器的选择
20.1.2 太阳能项目测量仪器的选择
20.1.3 不同测量技术的特性
20.2 测量位置
20.2.1 风电项目代表性测量位置
20.2.2 太阳能项目代表性测量位置
20.3 维护和检查时间表
第21章 仪器性能评估
21.1 测量数据处理
21.2 测量不确定性表达
21.3 特定仪器中已知的不确定性问题
21.3.1 机舱风速测量不确定性的影响及缓解方法
21.3.2 机舱风速在实时NWP数据同化中的应用
21.3.3 辐照度测量的已知不确定性
21.4 通用数据质量控制和质量保障(QCQA)
21.5 历史数据质量控制
21.5.1 风能预测应用的质量控制
21.5.2 太阳能预测应用的质量控制
21.6 实时数据质量控制
21.6.1 风能和太阳能实时预测应用中的数据筛选
21.6.2 风能和太阳能实时预测应用中的数据采样阈值
21.6.3 风能和太阳能应用的实时质量控制
21.6.4 太阳能预测特殊实时质量控制
第22章 最佳实践建议
22.1 定义
22.2 仪器
22.3 根据应用需求选取测量仪器
22.4 电网和公用事业规模运行的实时测量建议
22.4.1 质量要求建议
22.4.2 精度和分辨率建议
22.4.3 验证和核查建议
22.5 用于发电站运行和监测的实时测量建议
22.5.1 数据质量建议
22.5.2 验证和核查建议
22.6 用于电力市场交易的实时测量建议
22.6.1 基于实时测量的交易策略
22.6.2 质量建议
22.6.3 精度和分辨率建议
第23章 结束语
附录
附录A 预测解决方案的问题说明
附录B RFP准备阶段和过程中的典型RFI问题
附录C 概率不确定性预测应用实例
C.1 系统运营商动态备用预测系统的图形可视化示例
C.2 大风停机预警系统
附录D 元数据清单
附录E 预测文件结构示例
E.1 用于预测和SCADA的XSD模板示例
E.2 用于交换实时测量数据的XSD SCADA模板
附录F 标准统计指标
F.1 BIAS—偏差
F.2 MAE—平均绝对误差
F.3 RMSE—均方根误差
F.4 相关性
F.5 标准差
F.6 怎样才能做出“好”的预测呢
附录G 验证和核查代码示例
G.1 国际能源署风能任务36和任务51专用验证和核查(V & V)代码
G.2 其他项目中与建议相关的代码
附录H 不同系统运营商的测量要求
H.1 不同辖区系统运营商的要求示例
H.2 CAISO测量要求示例
H.3 EIRGRID测量要求示例
H.4 AESO测量要求示例
附录I 缩略语
参考文献
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