光伏功率预测装置技术规程

IINNTT--PPVVFFSSYYSS功率预测装置技术规程第一章概述1.1概述光伏功率预测系统（INT-PVFS）统通过精准的功率预测，为电网的调峰、调频以及光伏电站的科学管理提供重要参考。1.2设计参考标准1.2.1电网要求（a）短期预测电站次日0时至未来72小时的功率预测，时间分辨率为15分钟一个点，按调度要求进行自动上传。（b）超短期预测电站未来15分钟至4小时的功率预测，时间分辨率为15分钟一个点，每15分钟滚动上传至调度。1.2.2系统设计依据及遵循标准ISO（国际标准化组织标准）IEC（国际电工委员会标准）ITU-T（国际电信联盟标准）IEEE（电气和电子工程师协会标准）EIA（电子工业协会标准）GB（国家标准委员会）DL（中华人民共和国电力行业标准）国家电网发展(2009)1311号文件1.2.3系统遵循下列事实工业标准符合IEEEPOSIX和OSF标准的操作系统满足ANSI标准的SQL数据库查询访问符合X—Window和OSF/MOTIF的人机界面标准符合ANSI标准C/C++和FORTRAN语言第二章系统结构2.1系统网络拓扑图2-1系统网络拓扑图2.2系统软件结构2.2.1系统运行环境表2-1为本系统的运行环境描述。表2-1运行环境描述序号描述配置1硬件平台PIII/1G以上配置，1G以上内存2数据库服务模块MicrosoftVisual2008C#3操作系统中文WindowsServer20084数据库SQLServer20055图表驱动CrystalReports2007_x86_CHS67图表驱动图表驱动MSChart_VisualStudioAddOnMSChart-.NETFramework3.5-Chs8图表驱动MSChartLP_chs2.2.2软件模块结构框图本系统包括七个子模块：实时气象数据模块、预测气象数据模块、光伏系统参数模块、实时监测系统模块、功率预测模块（预测输出功率）、高级应用模块（上报调度）、预测结果及评价界面显示模块。光伏系统参数实时气象数据模块模型识别与预测主程序实时监测画面输出功率预测画面预测结果及评价界面历史数据设置与组态界面与显示预测气象数据模块实时监测系统模块图2-2软件结构框图第三章登录系统3.1用户登录窗口系统启动后会出现如图3-1所示的登录界面。密码输入正确后将启动本系统。图3-1登录界面如果输入错误将出现图3-2所示对话框，提示输入口令不对，请重新输入！图3-2口令输入错误提示框3.2退出系统退出系统时点击主页面右上角的图标，将出现跟登录系统时一样的用户口令对话框。当输入正确的密码后用户退出本系统。由于用法跟登录类似在此不再赘述。3.3用户口令管理器口令管理器是用于编辑用户口令的。从〈系统维护〉菜单中选〈口令管理〉，系统弹出〈口令管理〉对话框，在这里可增加、删除、修改各人员的姓名、口令、安全设置。按〈新增〉按钮，系统弹出〈口令属性设定〉对话框，可增加人员；按〈删除〉按钮可删除选中的人员；按〈修改〉按钮，系统弹出〈口令属性设定〉对话框，可对人员的各种属性进行修改。系统刚安装完成后人员列表为空，因此所有的操作和系统管理均不须输入口令；当系统中有人员列表时，则系统会提示输入口令，输入口令无效，则不予进入。口令管理器对话框如图3-3所示。图3-3口令管理器编辑对话框〈口令属性设定〉对话框如图3-4所示可输入人员姓名、口令和安全设置，新口令与核对口令必须相同，以防口令输错。口令可以是字母、数字或其它可显示的字符，不区分大小写，口令长度没有限定。图3-4口令管理器属性对话框在要求输入口令的场合下，用户只要输入本人口令即可，系统能根据口令自动识别出该操作人员，并把所做的操作加入到事件记录中。系统针对不同的安全保护要求给出不同的提示。下面图3-5是要求进入〈口令管理〉系统给出的输入口令提示：图3-5口令提示对话框第四章操作站实时状态监测画面显示实时状态监测以地图的方式直观的展示本光伏电站的地理分布情况，并采用实时更新的方式对光伏电站的实际功率进行展示，页面的刷新周期根据光伏电站实时功率的采集周期而定。4.1实时状态监测画面显示窗口布局图4-1默认界面主菜单有〈用户管理〉、〈系统设置〉、〈状态监测〉、〈数据查询〉共四项。〈用户管理〉下放的是一些与系统维护相关联的内容。〈系统设置〉下放的是通讯组态设置、图片组态设置。〈状态监测〉下放的内容可变动，主要用于实时通信状态监测、事件记录等画面的查看。〈数据查询〉下放的是所有预测、实测、统计数据查看画面。主菜单下是快捷工具条。右边部分是快速切换画面工具条，各按钮可由用户定制；左边部分是特殊功能工具条，共六个小按钮，功能如图4-2所示：工具条的右上方是信息显示窗口，用于显示一些辅助性的信息。图4-2特殊功能工具条显示区主菜单项标题栏快捷工具栏时间显示窗口4.2常用画面4.2.1系统主页运行主程序，当系统启动时将看到一张背景为实际地貌的GIS图，此图上标注了被测电站的装机容量、实际功率、预测功率、辐照强度、实测温度的值。此页面也可通过点击工具栏上的“系统主页”调出。图4-3系统主页4.2.2实时监控图片点击工具条上的“实时监测”时会出现图4-4。此图用于显示所有逆变器的运行状态及箱变的发电量等重要参数。鼠标单击逆变器图标将出现每个逆变器的运行状态子图如图3-3所示。当从子图回到“实时监测”图片时只需双击鼠标即可。当单击本图上“至110KV升压站”时将会出现110KV升压站的子图如图4-4所示，用于显示当前升压站的实时数据，同样双击页面任意一点后回到“实时监测”页面。系统主页图4-4实时监控图4.2.3单个逆变器监测子图单击图4-4上逆变器图标时会出现图4-5所示的逆变器子图。图4-5逆变器子图实时监控4.2.4实时气象信息本系统中实时气象数据的显示是通过“实时气象信息”展示的，同样通过点击工具条上对应的图标即可。如图4-6所示。显示了实时气象站上的环境温度、组件温度、太阳福照度、散射、风向、风速、大气压力、相对湿度共8个参数。图4-6实时气象信息第五章输出功率预测数据查看通过点击菜单中的“数据查询”，进入预测数据的查看界面。5.1短期功率预测点击“短期功率预测”菜单进入本页面。本页面实现光伏电站0-24h或者0-72h功率变化曲线的预测，时间分辨率为15Min，以左边曲线，右边报表形式表现。对于曲线，红实线代表实测输出功率，蓝实线代表预测输出功率，虚线为预测输出功率的上下限；对于报表，显示了跟曲线相同时间段（0-24h还是0-72h）的实测输出功率和预测输出功率值。“天数选择”用于选择显示0-24h还是0-72h的预测数据显示。“一天”表示0-24h；“三天”表示0-72h。“区间选择”用于确定上下限的百分比，本系统给出“10%”、“15%”、“20%”三个选项。用户可先进行“天数选择”，再进行“区间选择”，最后点击“刷新”按钮。正常情况下“一天”的显示页面如图5-1所示，“三天”的显示页面如图5-2所示。图5-1短期功率预测数据一天图5-2短期功率预测数据三天如果系统时间错误，数据库中没有数据，将出现如图5-3的错误提示。图5-3日期错误提示对话框退出此页面时点击“关闭”按钮。5.2超短期功率预测点击“超短期功率预测”菜单进入本页面。本页面实现光伏电站0-4h功率变化曲线的预测，时间分辨率为15Min。同“短期功率预测”一样，左边曲线，右边报表形式表现。本系统将4小时的预报分为0-4、4-8、8-12、12-16、16-20、20-24这6个时段。例如当前时间是下午1点钟，那么坐标时间应该在12-16这个时间段。数据是每15分钟一个点，为了显示的清楚些，所以横坐标起始点和终止点分别多15分钟。如图5-4所示。退出时点击“关闭”按钮。图5-4超短期输出功率预测退出此页面时请点击“关闭”按钮。第六章数据统计及报表查看上一章描述的实时功率预测，本章表现的是气象数据、输出功率历史值的统计与查看。分为气象数据的预测、实测值统计；输出功率的预测、实测值统计；同一时间段气象数据与输出功率对比分析；不同时间段预测的输出功率的对比分析；逆变器状态统计等部分。目前支持的表现形式有折线、棒图、报表，可支持的预测指标有平均绝对误差、均方根误差、和误差等。6.1气象因子预测、实测值数据统计点击“气象数据”菜单进入本页面。本页面实现任意时间段内9种气象数据预测值与实际值的对比图。“气象因子”用于选择要显示的气象参数，分别为辐照强度、散射辐射、法直辐射、环境温度、组件温度、气压、湿度、风向、风速。其中法直辐射和组件温度是没有预测值的。“展示形式”分为“折线”、“棒图”、“报表”三种形式。6.1.1辐照强度预测、实测值数据统计图6-1辐照强度预测实测数据折线对比图图6-2辐照强度预测实测数据棒图对比图6.1.2散射辐射预测、实测值数据统计图6-3散射辐射预测实测数据对比图图6-4散射辐射预测实测数据棒图对比图6.1.3法直辐射预测、实测值数据统计图6-5法直辐射预测实测数据折线对比图图6-6法直辐射预测实测数据棒图对比图6.1.4环境温度预测、实测值数据统计图6-7环境温度预测实测数据折线对比图图6-8环境温度预测实测数据棒图对比图6.1.5气压预测、实测值数据统计图6-9气压预测实测数据折线对比图图6-10气压预测实测数据棒图对比图6.1.6环境温度预测、实测值数据统计图6-11环境温度预测实测数据折线对比图图6-12环境温度预测实测数据棒图对比图6.1.7组件温度预测、实测值数据统计图6-13组件温度预测实测数据折线对比图图6-14组件温度预测实测数据棒图对比图6.1.8风向预测、实测值数据统计图6-15风向预测实测数据折线对比图图6-16风向预测实测数据棒图对比图6.1.9风速预测、实测值数据统计图6-17风速预测实测数据棒图对比图图6-18风速预测实测数据棒图对比图6.1.10气象数据报表选择“展现形式”为“报表”时，在后面会出现一个单选框，里面有“数据报表”、“统计日报”、“统计月报”三个选项。（a）“数据报表”“数据报表”显示的每十五分钟一个点的某一个气象参数的预测、实测值。如果选中的“开始时间”和“结束时间”是同一日期，则显示96个值。如果选择两天则显示96*2个值。图3-26为显示一天的值。图6-19一天的辐照强度报表示例图（b）“统计日报”“统计日报”显示的是每1小时一个点的某一个气象参数的预测与实测值的误差统计值，包括“平均误差率”、“绝对误差率”、“均方根误差”。如果选中的“开始时间”和“结束时间”是同一日期，则显示24个值。如果选择两天则显示24*2个值。如图6-20所示。图6-20一天的辐照强度统计日报示例图（c）“统计月报”“统计月报”显示的是每1天一个值，除2月份外，将显示30或者31个某一个气象参数的预测与实测值的误差统计值。与“统计日报”相同，会进行“平均误差率”、“绝对误差率”、“均方根误差”的统计。如图3-28所示。图6-21一个月的辐照强度统计月报示例图对于报表类都支持打印及导出，导出格式目前支持PDF、WORD、EXCEL。退出此页面时请点击“关闭”按钮。6.2输出功率与气象因子数值对比统计本系统提供了输出功率与各种气象数据之间的对比。气象参数显示有实测值和预测值，同样，输出功率也有实测值和预测值。左上角的“气象因子”为气象参数类别的选择，包含9种，分别为辐照强度、散射辐射、法直辐射、环境温度、组件温度、气压、湿度、风向、风速。“开始时间”、“结束时间”选择好后点击刷新按钮就会在本页正下方出现对比曲线图。页面分上下两部分，上部分为输出功率值，下半部分为气象参数值。其中红线表示实际值，蓝线表示预测值。图6-22-图6-30为输出功率与各气象参数数据对比图示例。6.2.1输出功率与辐照强度数值对比统计图6-22输出功率与辐照强度数据对比图6.2.2输出功率与散射辐射数值对比统计图6-23输出功率与散射辐射数据对比图6.2.3输出功率与法直辐射数值对比统计图6-24输出功率与法直辐射数据对比图6.2.4输出功率与组