风电出力具有随机波动性,随着风电场规模化、集群化的发展,风电场集群出力波动对电网安全稳定运行、调度规划等产生重要影响。因此研究不同域内集群风电场出力波动变化规律对于并网风电有效管控具有重要研究意义和价值。本文将分别基于时幅域和时频域对单个典型风电场和集群风电场出力波动特性进行统计分析研究。主要研究内容包括以下几个方面：首先从时幅域角度对集群风电场出力波动的时空特性进行研究,先解析风电场出力波动性产生内在机理,并给出风电出力波动性典型时域统计指标,研究单个-集群风电场的年、月、日出力特性,接着对单个-集群风电场风电出力的空间分布特性进行了统计分析,然后再对不同时间尺度下的单个-集群风电场出力波动概率特性进行了对比分析。接着基于概率统计理论,建立单个风电场与集群风电场出力的中心矩关系模型,并从风电出力概率分布特性的角度,引入描述风电出力“分布形状”的两个统计学新指标——偏度和峰度。依托集群风电出力均值、标准差、偏度和峰度四个指标,构建表征集群风电出力概率分布的皮尔逊族模型,为模拟未来风电出力场景提供了有效分析手段,然后依据典型集群风电场历史数据信息,经验建立风电场间相关系数与风电场间距离的指数关系模型,并给出区域风电场标准差与年平均出力之间的多项式关系方程,有效简化区域集群风电出力波动性指标的估算。最后依据福建实际算例分析,验证集群风电场指标建模的准确性和实用性。然后分别基于同一时间不同空间和同一空间不同时间两个不同角度对集群风电场间出力相关性进行分析研究。从同一时间不同空间角度计算得到集群风电场间出力的互相关系数、单个-集群风电场出力的自相关系数；进而分析两个风电场出力之间的互相关性、出力波动的互影响性和单个.集群风电场自相关性；从同一空间不同时间角度研究分析同一风电场或者集群风电场间时移相关特性、相关系数概率分布特性。最后对单个-集群风电场出力进行经验模态分析,首次将HHT变换用于非线性非平稳的风电场出力时间序列信号的时频域分析,引入了希尔伯特-黄变换基本理论,介绍了EMD基本原理和IMF概念,以及HHT变换核心算法,提出了Hilbert谱分析的核心指标,接着在时频域下分别依托单个风电场和集群风电场的年出力时间序列,对其进行经验模态分析,并确定了单个风电场和集群风电场主频和次主频,给出了出力波动能量随频率分布特性。提出了EMD-Elman组合的风电功率短时预测模型,并依托实际预测算例,对比分析预测误差评估指标,比较Elman神经网络单一预测与EMD-Elman组合预测模型的预测精度。