风力发电网讯:风能是目前最具有发展前景的清洁能源之一，与其他可再生能源相比，具有技术成熟、成本相对较低、对环境影响较小等优势。随着风电技术的成熟，我国风电装机数量和容量大幅提升，更大容量及更高发电效率的风电机组纷纷被推向市场，并逐渐取代单机容量较小的产品，成为市场主流。分析风电装机平均功率的趋势，对于研究风电市场与技术的发展规律具有一定的实际意义。
目前，国内外学者对风电装机平均功率的预测进行了大量研究。风电行业咨询机构EER 对2010 年-2025 年的风电机组装机情况按照单机容量进行预测，基于技术发展的趋势和市场发展环境的假设，风电机组将从目前主流单机容量1.5MW -1.9MW 向3MW 以上发展;崔学勤等从技术转移角度指出新安装的风电机组的单机功率在不断增大，兆瓦级风电机组已经成为我国风电市场的主流产品;邓院昌等对海上风电的发展做了详细的统计分析，提出以兆瓦级风电机组为主导的大规模商业化海上风电场建设拉开了帷幕。
现阶段在预测领域应用较为广泛的是灰色系统、支持向量机(SVM )以及BP 神经网络法等理论。由于神经网络预测需要大量样本;支持向量机方法虽然适合小样本预测，但是预测模型的泛化性能容易受样本多少的影响;而灰色系统理论在处理时间序列短、统计数据少的小样本问题时精度较高。因此，本文采用灰色系统理论中的GM(1，1)模型预测我国未来风电装机的平均功率。
风电装机平均功率预测方法
一、我国风电装机平均功率变化趋势
我国风电产业自2004 年以来进入高速发展期，本文根据《2005 年-2014 年中国风电装机容量统计》结果，计算了2005 年-2014 年我国风电新增和累计装机平均功率的变化趋势，如图1、图2 所示。
从图1、图2 可以看出，我国风电新增与累计装机平均功率变化趋势保持一致，2008 年以前增长较快，2008 年以后增长趋于平稳，风电装机平均功率向大型化发展。
二、 灰色系统理论
灰色系统理论最早是由我国学者邓聚龙教授提出的，用于研究数据量少、贫信息的不确定性问题的理论方法。作为灰色系统理论的核心内容，GM(1，1)模型已广泛应用于各领域。
(一)GM(1，1)模型原理
GM(1，1)模型的方法是将原始数据经过累加生成规律明显的一次累加生成数据，然后对一次累加生成数据进行建模的方法。设给定的原始序列为：
由此可得GM(1，1)模型的时间响应公式：
(二)模型精度检验
GM(1，1)模型预测的精度，常用的检验方法是“后验差检验”和“小误差概率”。引入绝对残差序列：
我国风电装机平均功率预测
一、 灰色预测模拟结果及精度检验
数据选取的是否合理，首先应对原始数据系列进行建模可行性检验。
因此选取的数据可进行GM(1，1)建模。
为了使预测结果更加准确合理，考虑到2008 年以后风电装机平均功率增长速率趋于平稳，因此分别选取2005 年-2013 年和2008 年-2013 年风电装机平均功率数据对2014 年数据进行模拟，新增装机平均功率模拟结果见表2、表3，累计装机平均功率模拟结果见表4、表5。
由表2、表3 可知，对于新增装机平均功率，GM(1，1)模型模拟平均功率结果都接近实际平均功率，且没有出现异常的拟合结果，表明模拟平均功率与实际平均功率拟合程度较好。在误差分析上，2008 年-2013 年数据拟合结果后验差比值C =0.0712<0.2383 ，比2005 年-2013 年数据拟合结果精度高。
根据《2014 中国风电装机容量分析》数据计算可知，2014 年我国风电新增装机平均功率为1768kW，2005 年-2013 年数据模拟结果为1943.6kW，2008 年-2013 年数据模拟结果为1833.0kW ，误差分别为9.9% 和3.7%，2008 年-2013 年数据模拟结果精度明显高于2005 年-2013 年模拟结果精度，模拟结果精度可从图3、图4 看出。
对比图3、图4 可以明显看出，2008 年-2013 年数据模拟结果误差更小。因此，在预测2015 年、2016 年我国风电新增装机平均功率时，应选取2008 年作为数据起点，利用2008 年-2014 年数据进行模拟。
同理，对于累计装机平均功率，由表4、表5 可知，2008 年-2013 年数据拟合结果后验差比值C =0.1619<0.3093 ，比2005 年-2013 年数据拟合结果精度高。由于2014 年我国风电累计装机平均功率为1503kW，2005 年-2013 年数据模拟结果为1656.7kW，2008 年-2013 年数据模拟结果为1530.2kW ，误差分别为10.2% 和1.8% ，因此2008 年-2013 年数据模拟结果精度高于2005 年-2013 年模拟结果精度，模拟结果精度见图5、图6。
由图5、图6 可知，2008 年-2013 年数据模拟结果误差更小。因此，在预测2015 年、2016 年我国风电累计装机平均功率时，也应选取2008 年作为数据起点，利用2008 年-2014 年数据进行模拟。
二、风电装机平均功率预测
采用灰色预测GM(1，1)模型对2015 年、2016 年我国风电装机平均功率进行预测，由式(4)计算出a 、b 代入式(5)可得预测公式：
因此计算可得2015 年我国风电新增装机平均功率为1890.6kW，2016 年为1990.7kW ，预测结果趋势见图7;2015 年我国风电累计装机平均功率为1579.8 kW，2016 年为1647.7 kW ，预测结果趋势见图8。
从图7 可以看出，2015 年、2016 年我国风电新增装机平均功率与2008 年-2014 年增长率一致，平均增长率为6.11%，2016 年我国风电新增装机平均功率将要到达2 MW 时代。从图8 可以看出，2015 年、2016 年我国风电累计装机平均功率稳步增长，平均增长率为4.71% ，风电产业将向机组单机容量增大趋势发展。
结语
本文采用灰色预测GM(1，1)模型对我国风电新增和累计装机平均功率进行预测，通过比较不同数据的模拟结果，得到更切合实际的预测结果。
(1)分别选取2005 年-2013 年和2008 年-2013 年我国风电新增和累计装机平均功率数据对2014 年数据进行模拟，将模拟结果分别与实际值进行比较，对于新增装机平均功率，2005 年-2013 年数据模拟结果误差为9.9%，2008 年-2013 年数据模拟结果误差为3.7% ;对于累计装机平均功率，2005 年-2013 年数据模拟结果误差为10.2%，2008 年-2013 年数据模拟结果误差为1.8% ，因此可以得到2008 年-2013 年新增和累计平均功率模拟结果更准确的结论。
(2)基于2008 年-2014 年我国风电装机新增和累计平均功率，对2015 年和2016 年风电机组装机平均功率进行预测，结果显示，2015 年我国风电新增装机平均功率为1890.6kW ，累计风电机组装机平均功率为1579.8kW;2016 年我国风电新增装机平均功率为1990.7kW ，累计风电机组装机平均功率为1647.7kW ，我国风电装机平均功率不断增大。
(3)结合风电装机容量与平均功率之间的关系，分析得到风电机组将从目前主流单机容量1.5MW -1.9MW 向更大容量发展。
原标题:我国风电装机平均功率的预测
