風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)解析課件

1、風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)娜仁風(fēng)電場 馮勃目錄風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)簡介01風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)功能03風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)04風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)構(gòu)架02一、風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)簡介1、什么是風(fēng)電功率預(yù)測 風(fēng)電場功率預(yù)測是指以風(fēng)電場的歷史功率、歷史風(fēng)速、地形地貌、數(shù)值天氣預(yù)報、風(fēng)電機組運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)建立風(fēng)電場輸出功率的預(yù)測模型，以風(fēng)速、功率或數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)作為模型的輸入，結(jié)合風(fēng)電場機組的設(shè)備狀態(tài)及運行工況，得到風(fēng)電場未來的輸出功率，預(yù)測時間尺度包括短期預(yù)測和超短期預(yù)測。 隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷增加，風(fēng)電對電力系統(tǒng)的影響也越來越顯著，而我國風(fēng)能資源豐富的地區(qū)一般人口稀少，負(fù)荷量小，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對薄弱。由于風(fēng)能的隨機性、間歇性特點

2、，對電網(wǎng)的運行調(diào)度的帶來困難，影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，并成為了制約風(fēng)電大規(guī)模接入的關(guān)鍵技術(shù)問題。 2、風(fēng)功率預(yù)測的核心價值 為了能在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的前提下，盡可能規(guī)模化接納風(fēng)電，有必要建設(shè)一套風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)，對風(fēng)電場出力變化趨勢進行準(zhǔn)確預(yù)測，對風(fēng)電場的運行情況進行監(jiān)視，并在上述基礎(chǔ)上實現(xiàn)對風(fēng)電場的自動發(fā)電控制（AGC）和自動電壓控制（AVC），最終達到風(fēng)力發(fā)電可預(yù)測、風(fēng)電并網(wǎng)可調(diào)控目標(biāo)。 風(fēng)力發(fā)電代表著未來能源發(fā)展的趨勢，但其輸出功率的波動性和不確定性會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來影響；國外經(jīng)驗表明，對風(fēng)力發(fā)電的輸出功率進行預(yù)測是緩解電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻壓力、降低電力系統(tǒng)備用容量以提高電網(wǎng)接納

3、能力的有效手段；通過實施風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)，還可以達到以下作用：降低電力系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量、提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟性；改善電力系統(tǒng)調(diào)峰能力，增加風(fēng)電并網(wǎng)容量，提高風(fēng)能利用率；優(yōu)化風(fēng)電場運營管理水平，合理安排檢修計劃，改善風(fēng)電運行企業(yè)的經(jīng)濟效益。二、風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)構(gòu)架 1、設(shè)備介紹 應(yīng)用服務(wù)器：運行數(shù)據(jù)采集軟件，與風(fēng)電場風(fēng)電綜合管理終端通信采集風(fēng)機、測風(fēng)塔、風(fēng)電場功率、數(shù)值天氣預(yù)報、風(fēng)電場本地風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果等數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器：根據(jù)建立的預(yù)測模型，基于采集的數(shù)值天氣預(yù)報，采用物理和統(tǒng)計相結(jié)合的預(yù)測方法，并結(jié)合目前風(fēng)電場風(fēng)機的實時運行工況對單臺風(fēng)機及整個風(fēng)電場的出力情況進行短期預(yù)測和超短期預(yù)測。 測風(fēng)塔

4、：測風(fēng)塔測量數(shù)據(jù)是用來進行超短期預(yù)測的。三、風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)功能1.登錄操作風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)采用B/S模式，用戶登錄系統(tǒng)不需要安裝其它軟件，在系統(tǒng)所在網(wǎng)段任何一臺電腦的瀏覽器上輸入風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的網(wǎng)址即可進入登錄頁面，如下圖： 用戶說明： 系統(tǒng)用戶目前分為三個等級： 超級管理員 具有所有模塊的操作使用功能； 風(fēng)場管理員 只能填報其所在風(fēng)場的一些風(fēng)機參數(shù)設(shè)置； 普通用戶 只具備頁面瀏覽功能 2.實時狀態(tài)監(jiān)測實時狀態(tài)監(jiān)測以地圖的方式直觀的展示風(fēng)電場的地理分布情況，并采用實時更新的方式對風(fēng)電場的預(yù)測功率、實際功率進行展示，頁面的刷新周期根據(jù)風(fēng)電場實時功率的采集周期而定，一般為15min刷新一次，預(yù)測

5、功率為15min一個點，所以預(yù)測功率15min刷新一次；如下圖： 3.曲線展示模塊曲線展示模塊主要包括預(yù)測及實際曲線，以列表的形式展示了風(fēng)場當(dāng)前的預(yù)測功率，綠色代表風(fēng)場的預(yù)測功率，并可以通過日期控件、風(fēng)速層高的下拉列表等條件進行多種選擇，點擊查看按鈕，即可顯示相應(yīng)日期的信息，點擊導(dǎo)出按鈕，可將結(jié)果以excel格式導(dǎo)出到本地；如下圖： 4.氣象信息展示模塊 氣象信息展示模塊包含3個子模塊，即：風(fēng)玫瑰圖、風(fēng)速曲線圖和溫度濕度； 4.1 風(fēng)玫瑰圖展示 用戶通過選擇不同的時間段，系統(tǒng)將根據(jù)用戶選定的條件繪制風(fēng)向的玫瑰圖；如下圖： 4.2 風(fēng)速曲線展示 用戶通過選擇不同的時間段系統(tǒng)將根據(jù)用戶選定的日期區(qū)

6、間等條件繪制風(fēng)速曲線圖；如下圖： 4.3 溫度、濕度展示 用戶通過選擇不同的時間段系統(tǒng)將根據(jù)用戶選定的日期區(qū)間等條件查看溫度濕度曲線圖；如下圖： 4.4 報表統(tǒng)計模塊 報表統(tǒng)計模塊包含4個子模塊，即：功率報表、氣象報表、限電記錄報表、發(fā)電計劃報表； 目前因系統(tǒng)原因只能查看氣象報表相關(guān)內(nèi)容，如下圖：四、風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)1、預(yù)測系統(tǒng)風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)采用差分自回歸移動平均模型（ARIMA）、混沌時間序列分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）等多種算法，根據(jù)預(yù)測時間尺度的不同使用上述算法構(gòu)成組合預(yù)測模型，對每一種算法的預(yù)測結(jié)果選取適當(dāng)?shù)臋?quán)重進行加權(quán)平均算法從而得到最終預(yù)測結(jié)果，權(quán)重的選擇可以采用等權(quán)平均法

7、、最小方差法，保證預(yù)測的準(zhǔn)度和精度。1.1功率預(yù)測根據(jù)風(fēng)電場所處地理位置的氣候特征和風(fēng)電場歷史數(shù)據(jù)情況，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)測方法構(gòu)建特定的預(yù)測模型進行風(fēng)電場的功率預(yù)測，根據(jù)預(yù)測時間尺度的不同和實際應(yīng)用的具體需求，采用多種方法及建模。功率預(yù)測的空間：預(yù)測的最小單位為一個風(fēng)電場；能夠預(yù)測多個風(fēng)電場的單獨輸出功率和疊加輸出功率。功率預(yù)測的時間：短期風(fēng)電功率預(yù)測能夠預(yù)測風(fēng)電場未來0-24、0-48和0-72小時之內(nèi)的風(fēng)電輸出功率，時間分辨率為15分鐘。超短期風(fēng)電功率預(yù)測能夠預(yù)測未來0h-4h的風(fēng)電輸出功率，時間分辨率不小于15分鐘。 1.2統(tǒng)計分析參與統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時間范圍可任意選定；歷史功率數(shù)據(jù)統(tǒng)計包括數(shù)據(jù)完

8、整性統(tǒng)計、頻率分布統(tǒng)計、變化率統(tǒng)計等；歷史氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計包括數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計、風(fēng)速頻率分布統(tǒng)計、風(fēng)向頻率分布統(tǒng)計等。風(fēng)電場運行參數(shù)統(tǒng)計包括發(fā)電量、有效發(fā)電時間、最大出力及其發(fā)生時間、同時率、利用小時數(shù)及平均負(fù)荷率等參數(shù)的統(tǒng)計。 1.3 系統(tǒng)界面支持風(fēng)電場（群）實時出力監(jiān)測，以地圖的形式顯示風(fēng)電場的分布，地圖頁面應(yīng)顯示風(fēng)電場的實時功率及預(yù)測功率，頁面更新周期不應(yīng)超過5分鐘。支持多個風(fēng)電場出力的同步監(jiān)視，可同時顯示系統(tǒng)預(yù)測曲線、實際功率曲線及預(yù)測誤差帶。實際功率曲線需實時更新，更新周期不超過5分鐘。支持不同時刻預(yù)測結(jié)果的同步顯示。支持?jǐn)?shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)與測風(fēng)塔數(shù)據(jù)、實際功率與預(yù)測功率的對比，提供圖形、表格等多種可視化手段。支持時間序列圖、風(fēng)向玫瑰圖、風(fēng)廓線以及氣溫、氣壓、濕度變化曲線等氣象圖表，對實測氣象數(shù)據(jù)和預(yù)測氣象數(shù)據(jù)進行展示。 1.4 系統(tǒng)性能風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)不受風(fēng)電場數(shù)量限制。風(fēng)電功率預(yù)測應(yīng)不受風(fēng)電場機組檢修和擴建限制，即風(fēng)電場任何運行狀態(tài)皆可進行功率預(yù)測。風(fēng)電功率預(yù)測模型計算時間小于5分鐘。單個風(fēng)電場短期預(yù)測月均方根誤差小于20%。 超短期預(yù)測第4小時預(yù)測值月均方根誤差小于15%。系統(tǒng)硬件可靠性應(yīng)大于99%。