风电场发电功率预测和系统

刘兴杰,[e-mail]137849650852009-9-23风电场发电功率预测和系统一、风电场发电功率预测的背景和意义二、风电场发电功率预测本次交流的主要内容三、风电场发电功率预测系统四、总结1.风电的大力发展一、风电场发电功率预测的背景和意义2.风电大力发展带来的挑战3.风电场发电功率预测的意义4.小结1.风电的大力发展一、风电场发电功率预测的背景和意义199819992000200120022003200420052006200720080200400600800100012001400发电量年份风电场个数020406080100120140160180200220风电场个数发电量近10年我国风电的发展•计划在2020年使风电装机达到1亿千瓦！•且我国的风电大多集中在某些区域！2.风电大力发展带来的挑战对电力系统安全稳定运行的影响对电力系统电能质量的影响对电力系统经济运行的影响对风电场自身的影响一、风电场发电功率预测的背景和意义3.风电场发电功率预测的意义为风电场服务：能够为风电场合理安排检修计划、参与市场竞争提供支持，降低风电场的运行成本等。风电场发电功率预测的推广带动风电的进一步发展为电力系统服务：能够为电网调度制定运行方式、合理安排调度计划提供支持，有效降低风电间歇性对电力系统的不利影响一、风电场发电功率预测的背景和意义4.小结风电场发电功率预测能够为风电比重的提高提供必要条件中国更需要风电场发电功率预测系统一、风电场发电功率预测的背景和意义2.风电场发电功率预测模型1.风电场发电功率预测尺度3.国内外研究现状4.小结二、风电场发电功率预测1.风电场发电功率预测尺度超短期预测：以分钟为预测单位，用于机组控制短期预测：以小时为预测单位，用于电网合理调度、保证电能质量；也可为风电场参与竞价上网提供保证中长期预测：以天、周或月为预测单位，主要用于机组检修安排或调试长期预测：以年为单位，用于风电场规划设计二、风电场发电功率预测2.风电场发电功率预测模型二、风电场发电功率预测技术综述风电场发电功率预测模型基于历史数据的预测模型基于数值天气预报的预测模型物理模型统计模型3.风电场发电功率预测研究现状二、风电场发电功率预测超短期：持续法短期：时间序列法、卡尔曼滤波法、神经网络法、各种组合和改进算法中长期：基于数值天气预报的预测方法（物理模型和统计模型）4.小结风电场发电功率预测算法很多需要根据不同的需求确定不同的预测方法和尺度二、风电场发电功率预测2.国内研究现状1.国外风电场发电功率预测系统介绍3.系统介绍4.小结三、风电场发电功率预测系统1.国外风电场发电功率预测系统介绍三、风电场发电功率预测系统国家开发商模型名称特点投运时间德国ISETAWPT提供1-8h的预测，根据数值天气预报，使用神经网络计算输出功率2001德国奥尔登堡大学Previento使用物理模型，在较大的区域内给出2天的预测结果2002丹麦RisøPrediktor使用物理模型，考虑了尾流等的影响1994丹麦科技大学WPPT利用自适应最小平方根法和指数遗忘算法相结合给出0.5-36h的预测1994丹麦科技大学Zephy集合了上边两个模型，可以提供0-9h和36-48h的预测2003西班牙西班牙可再生能源中心开发LocalPred-RegioPred物理模型2001西班牙卡洛斯Ⅲ大学siperólico统计模型2002美国AWSTruewindeWind包括一组高精度的三维大气物理数学模型、适应性统计模型、风电场输出模型和预测分发系统19982.国内研究现状三、风电场发电功率预测系统国内的研究目前主要集中在相关算法的研究华北电力大学米增强教授团队从2005年开始进入风电领域的研究和开发工作。完成了华北电力科学研究院有限责任公司委托的项目“华北地区风电场接入系统相关问题研究”已开发完成了国电龙源川井风电场的输出功率预测系统。该系统已于8月进入现场试运行阶段，现场运行情况良好！正在进行“承德地区示范性风电场输出功率预测系统”和“威海地区风电场输出功率系统”的开发3.系统介绍三、风电场发电功率预测系统3.1系统概述3.2系统原理构成图3.3系统功能3.4系统实现3.5系统特点3.6系统展示3.1系统概述三、风电场发电功率预测系统首先对风电场SCADA系统采集保存的历史数据进行智能数据挖掘，形成风电场输出功率预测用数据库，并建立风电场每台风电机组的风速-风向-功率模型，结合国家气象部门提供的数值风速、风向预报，实现每台机组的发电功率预测，最后叠加得到整个风电场的发电功率的预测。预测结果可以实时发布到电网调度端和风电场监控中心。此外，电网调度中心和风电场监控中心可以随时向预测服务器发出预测请求，对预测结果进行定制。3.1项目的技术原理首先对风电场SCADA系统采集保存的历史数据进行智能数据挖掘，形成风电场输出功率预测用数据库，并建立风电场每台风电机组的风速-风向-功率模型，结合国家气象部门提供的数值风速、风向预报，实现每台机组的发电功率预测，最后叠加得到整个风电场的发电功率的预测。预测结果可以实时发布到电网调度端和风电场监控中心。此外，电网调度中心和风电场监控中心可以随时向预测服务器发出预测请求，对预测结果进行定制。3.2系统原理构成图三、风电场发电功率预测系统风力发电机1风力发电机n实时数据数据库预测服务器数值天气预报电网调度端预测结果预测请求风电场端预测结果预测请求防火墙3.3系统功能三、风电场发电功率预测系统风电场输出功率预测系统地理信息系统风电场总输出功率预测分组输出功率预测单台输出功率预测算法管理信息上报预测结果统计评价系统3.4系统实现三、风电场发电功率预测系统•开发技术–采用微软的MicrosoftASP.NET3.5技术•开发工具–采用微软公司的VisualStudio.Net2008•开发语言–采用微软公司的RAD工具的C#语言•数据库–鉴于对数据库的综合能力要求较高，微软的解决方案难以达到要求，因此数据库拟采用ORACLE11i的工业解决方案3.5系统特点三、风电场发电功率预测系统•具有较高的预测精度•具有智能自学习性•具有可扩展性•具有开放性3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统登录界面3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统机组布局3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统预测、实测对比曲线3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统风场历史预测功率查询3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统单台风机1小时功率预测3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统单台风机6小时功率预测3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统单台风机24小时功率预测3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统单台风机故障查询3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统单台风机预测历史查询3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统多台风机1小时功率预测3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统多台风机6小时功率预测3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统多台风机24小时功率预3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统多台风机选择3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统风场未来1小时风速预测3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统风场未来6小时风速预测3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统风场未来24时风速预测3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统风场历史预测查询3.6系统展示三、风电场发电功率预测系统风机故障信息查询风电场发电功率预测是目前解决风电间歇性对电网影响最经济最有效的手段，通过风电场发电功率预测系统的开发和应用，能够有效服务于电网调度和风电场，是风电场未来运行必不可少的，其成功实施必将产生巨大的经济和社会效益。四、总结携手为绿色能源事业做出贡献！谢谢！