風功率預測系統(tǒng)解析課件

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

2、，對電網(wǎng)的運行調度的帶來困難，影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，并成為了制約風電大規(guī)模接入的關鍵技術問題。 2、風功率預測的核心價值 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)?；蛹{風電，有必要建設一套風電功率預測系統(tǒng)，對風電場出力變化趨勢進行準確預測，對風電場的運行情況進行監(jiān)視，并在上述基礎上實現(xiàn)對風電場的自動發(fā)電控制（AGC）和自動電壓控制（AVC），最終達到風力發(fā)電可預測、風電并網(wǎng)可調控目標。 風力發(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，對風力發(fā)電的輸出功率進行預測是緩解電網(wǎng)調峰、調頻壓力、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；通過實施風電功率預測系統(tǒng)，還可以達到以下作用：降低電力系統(tǒng)旋轉備用容量、提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟性；改善電力系統(tǒng)調峰能力，增加風電并網(wǎng)容量，提高風能利用率；優(yōu)化風電場運營管理水平，合理安排檢修計劃，改善風電運行企業(yè)的經(jīng)濟效益。二、風功率預測系統(tǒng)構架 1、設備介紹 應用服務器：運行數(shù)據(jù)采集軟件，與風電場風電綜合管理終端通信采集風機、測風塔、風電場功率、數(shù)值天氣預報、風電場本地風功率預測結果等數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)處理服務器：根據(jù)建立的預測模型，基于采集的數(shù)值天氣預報，采用物理和統(tǒng)計相結合的預測方法，并結合目前風電場風機的實時運行工況對單臺風機及整個風電場的出力情況進行短期預測和超短期預測。 測風塔

4、：測風塔測量數(shù)據(jù)是用來進行超短期預測的。三、風功率預測系統(tǒng)功能1.登錄操作風電功率預測系統(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電功率預測系統(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； 風場管理員 只能填報其所在風場的一些風機參數(shù)設置； 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電場的地理分布情況，并采用實時更新的方式對風電場的預測功率、實際功率進行展示，頁面的刷新周期根據(jù)風電場實時功率的采集周期而定，一般為15min刷新一次，預測

5、功率為15min一個點，所以預測功率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測及實際曲線，以列表的形式展示了風場當前的預測功率，綠色代表風場的預測功率，并可以通過日期控件、風速層高的下拉列表等條件進行多種選擇，點擊查看按鈕，即可顯示相應日期的信息，點擊導出按鈕，可將結果以excel格式導出到本地；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：風玫瑰圖、風速曲線圖和溫度濕度； 4.1 風玫瑰圖展示 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向的玫瑰圖；如下圖： 4.2 風速曲線展示 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內容，如下圖：四、風功率預測系統(tǒng)技術指標1、預測系統(tǒng)風電功率預測系統(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（ANN）等多種算法，根據(jù)預測時間尺度的不同使用上述算法構成組合預測模型，對每一種算法的預測結果選取適當?shù)臋嘀剡M行加權平均算法從而得到最終預測結果，權重的選擇可以采用等權平均法

7、、最小方差法，保證預測的準度和精度。1.1功率預測根據(jù)風電場所處地理位置的氣候特征和風電場歷史數(shù)據(jù)情況，采用適當?shù)念A測方法構建特定的預測模型進行風電場的功率預測，根據(jù)預測時間尺度的不同和實際應用的具體需求，采用多種方法及建模。功率預測的空間：預測的最小單位為一個風電場；能夠預測多個風電場的單獨輸出功率和疊加輸出功率。功率預測的時間：短期風電功率預測能夠預測風電場未來0-24、0-48和0-72小時之內的風電輸出功率，時間分辨率為15分鐘。超短期風電功率預測能夠預測未來0h-4h的風電輸出功率，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、風速頻率分布統(tǒng)計、風向頻率分布統(tǒng)計等。風電場運行參數(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)及平均負荷率等參數(shù)的統(tǒng)計。 1.3 系統(tǒng)界面支持風電場（群）實時出力監(jiān)測，以地圖的形式顯示風電場的分布，地圖頁面應顯示風電場的實時功率及預測功率，頁面更新周期不應超過5分鐘。支持多個風電場出力的同步監(jiān)視，可同時顯示系統(tǒng)預測曲線、實際功率曲線及預測誤差帶。實際功率曲線需實時更新，更新周期不超過5分鐘。支持不同時刻預測結果的同步顯示。支持數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)與測風塔數(shù)據(jù)、實際功率與預測功率的對比，提供圖形、表格等多種可視化手段。支持時間序列圖、風向玫瑰圖、風廓線以及氣溫、氣壓、濕度變化曲線等氣象圖表，對實測氣象數(shù)據(jù)和預測氣象數(shù)據(jù)進行展示。 1.4 系統(tǒng)性能風電功率預測系統(tǒng)不受風電場數(shù)量限制。風電功率預測應不受風電場機組檢修和擴建限制，即風電場任何運行狀態(tài)皆可進行功率預測。風電功率預測模型計算時間小于5分鐘。單個風電場短期預測月均方根誤差小于20%。 超短期預測第4小時預測值月均方根誤差小于15%。系統(tǒng)硬件可靠性應大于99%。