风电场输出功率预测是风力发电稳定运行以及包含风力发电的电网安全调度的前提。风电场风速预测是风电场输出功率预测的基础。由于自然界中的风具有随机、多变与不确定性,为风电场风速预测带来了困难。本文基于自然界中风的基本性质,对风的成因及其运动规律加以分析。从环境因素方面论述风的变化性质,并对我国风资源的分布加以分析；重点论述我国三北地区的风资源分布状况以及影响其风资源变化的大环境因素。本文还对三北地区大环境因素所造成的持续性大面积来风的运动性质进行了研究。基于持续性大面积来风的运动性质,研究其通过不同地点时所造成的风速空间相关性；并根据风速空间相关性建立了风速空间相关性预测模型。将风速空间相关性模型与传统短期风速预测模型结合,建立了风电场风速短期组合预测模型。应用内蒙古东部某两个风电场测风塔70米高度的风速记录作为原始数据,通过算例验证组合预测模型的合理性。针对以往的风速预测方法中风速预测结果为单一点值的情况,提出了将风速预测结果由单一点值扩展成为预测结果区间的风速预测结果处理思路。应用机会理论对风速预测结果点值的性质进行分析,提出了评价风速预测结果点值的方法——机会向量法；丰富了风速预测结果的信息含量,使短期风速预测结果更具参考价值。根据风力发电机组的结构,对风速与风力发电机组输出功率之间的关系——即风力发电机组的功率特性进行分析。并分析风力发电机组的输出功率随风速变化的规律。根据风力发电机组的功率特性,通过公式推导与功率曲线描绘,研究了基于风速预测的风电场输出功率预测。