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适用于风速的三参数威布尔分布的参数估计

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 主要研究内容和组织结构

1.4 本章小结

2.1 风的形成

2.2 风的测量

2.2.1 测风系统

2.2.2 风速的测量

2.2.3 风向的测量

2.3 风能资源的主要特征指标

2.3.1 风速频率

2.3.2 风向频率

2.3.3 平均风速

2.3.4 风功率和风功率密度

2.3.5 平均风能密度

2.3.6 方差和距平

2.3.7 自协方差和自相关系数

2.4 风速的时间尺度和空间尺度

2.4.1 风速的时间尺度

2.4.2 风速的空间尺度

2.5 本章小结

第3章 风速概率分布模型研究

3.1 风速概率分布的参数模型

3.1.1 三参数威布尔分布

3.1.2 两参数威布尔分布

3.1.3 瑞利分布

3.1.4 高斯分布

3.1.5 对数正态分布

3.2 风速概率分布的非参数模型

3.2.1 经验密度函数模型

3.2.2 最大熵概率分布

3.3 模型拟合优度检验

3.3.1 误差平方和检验

3.3.2 判定系数检验

3.3.3 卡方检验

3.3.4 均方根误差检验

3.4 本章小结

第4章 三参数威布尔分布的参数估计方法

4.1 三参数威布尔分布的矩估计

4.2 三参数威布尔分布的线性回归估计

4.3 三参数威布尔分布的极大似然估计

4.4 三参数威布尔分布的灰色估计

4.5 算法检验与算例分析

4.6 本章小结

第5章 云南2个风电场风速概率分布的综合分析

5.1 测风数据的来源和测风地点的气候介绍

5.2 测风数据的处理

5.3 风电场实例分析

5.3.1 1号风电场风速分布的综合分析

5.3.2 2号风电场风速分布的综合分析

5.4 本章小结

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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摘要

风能受到风速变化的影响,具有很大的随机性、间歇性和不可控性,因此,研究风速分布的概率、选择合适的风速概率分布模型、准确估计模型参数对风资源的合理利用有重大意义。
  本文围绕风速的概率分布模型和模型参数的估计算法来展开研究。作为一种常用的风速概率分布模型,两参数威布尔分布在概率密度较低的风速带的估计精度不高,因此,本文提出将三参数威布尔分布作为一种风速概率分布的新模型;运用灰色估计法、极大似然估计法、线性回归估计法和矩估计法对三参数威布尔分布的模型参数进行估计,比较四种算法在不同样本下的优劣,确定合适的算法。针对云南两个风电场不同季度的风速数据,将三参数威布尔分布作为当地风速概率分布的模型,运用上述四种算法对模型的参数进行估计,绘制风速概率分布拟合图,计算模型的拟合优度;针对两个风电场的全年风速的实测数据,分别将两参数威布尔分布和三参数威布尔分布作为当地风速概率分布的模型,估计出两种模型的参数,比较两种模型在不同风速带的估计精度;通过对两个风电场实测风速数据的验证,本文得到以下结论:1、当采用灰色估计法和极大似然估计法时,三参数威布尔分布拟合实测风速概率分布是合理的;2、在概率较低的风速带,三参数威布尔分布比两参数威布尔分布的估计精度更高,能更好地反映当地的风资源分布情况。

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