CN103001326A - 一种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，属于风力发电技术领域。所述平台系统包括采集上传终端、风电信息专网和智能支持主站，所述采集上传终端采集并存储风电信息，所述风电信息专网将所述风电信息上传到所述智能支持主站。该平台系统实现海量的风机信息、测风塔信息的通过风电信息专网的快速可靠上传，满足电网调度超短期功率预测模块对信息通信实时性与可靠性的要求，支撑电网调度侧风电超短期功率预测功能的实现，提高电网侧对风力发电的接入能力，提高风电运行管理水平。

Description

一种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，具体讲涉及一种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统。
背景技术
风力发电作为目前在可再生能源中技术较成熟、具有规模化开发条件和商业化发展前景的新能源发电技术，日益得到国家的高度重视和大力扶持，在近几年获得了巨大的发展。随着风电发电成本逐步降低，以及日益凸显的零排放环保优势，必将成为未来重要的电能来源。根据国家的风电发展规划，我国将在“三北”地区发挥其风能资源优势，重点建设数百个10万千瓦级以上的大型风电场，在河北、内蒙古、辽宁、吉林、新疆等地区建成十多个百万千瓦级大型风电基地，并初步形成河北、内蒙古东部、内蒙古西部、甘肃酒泉、新疆等千万千瓦级风电基地。
风电本身具有很大的随机性、间歇性和不可控性，在远离负荷中心的电网末端并入大规模风电对于电网安全运行将产生很大的影响，并对电网信息通信系统、电网调度、电力市场运营带来了新的挑战。风电具有间歇性和波动性的特点，而电力系统是实时平衡的，风电的波动需要通过常规电源的调节和储能系统来平衡，这是困扰风电并网的最大难题。风电发电量取决于风能，风能大小取决于大气物理环流的变化，这种环流总体上有一定规律可循，但是它的易变性造成短期、尤其是风能功率预测的难度。以上各项功能尤其是功率预测及风电智能调度、智能控制都需要风电信息通信系统的有力支撑。
风电功率预测可分为短期预测与超短期预测两类。短期预测时间尺度一般为0-48小时。超短期预测时间尺度一般为0-4小时，一般采用滚动预测的方式。超短期预测具有比短期预测更高的预测准确度，对通信与信息系统也提出了更高的要求。超短期风电功率预测对信息通信系统的主要需求为单风机信息与测风塔数据的采集与计算。同时，需要依托电力通信网，建立风电通信专网系统，为超短期功率预测所需的海量数据能提供稳定可靠的采集与存储方式，以实现超短期功率预测。以往的电力通信网通信系统中不需要传输各个风机的海量信息，信息量相对较小，在超短期功率预测功能需求中，需要设计建立面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，实时、可靠的实现海量风机与测风塔数据的传输。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统。该平台系统实现海量的风机信息、测风塔信息的通过风电信息专网的快速可靠上传，满足电网调度超短期功率预测模块对信息通信实时性与可靠性的要求，支撑电网调度侧风电超短期功率预测功能的实现，提高电网侧对风力发电的接入能力，提高风电运行管理水平。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，所述平台系统包括采集上传终端、风电信息专网和智能支持主站，所述采集上传终端采集并存储风电信息，所述风电信息专网将所述风电信息上传到所述智能支持主站，实现风电信息的快速可靠通信。
所述采集上传终端包括嵌入式中央处理器、数据存储器、高速数据采集模块、协议转换器、OPC(OLE for Process Control)传输模块，实现各个风电机风电信息的采集、汇总、转换、存储与上传。
所述风电信息专网设置有纵向加密装置，保证电力数据不被窃取或伪装，通过这种装置，保证电力调度数据的安全。
所述智能支持主站包括存储服务器、应用服务器、风电功率预测模块和显示平台；所述存储服务器接收并存储所述风电信息，并将风电信息传输给所述应用服务器，所述应用服务器对所述风电信息进行管理和监控，所述风电功率预测模块对风电信息进行功率预测，所述显示平台显示图形和报表。
所述存储服务器包括通信规约接收装置、数据存储器和网络通信管理装置，所述网络通信管理装置对网络通信进行管理。
所述应用服务器包括风电信息管理装置、风电信息监控装置、分布式系统的管理和监视装置和用户权限和认证管理模块，实现对风电信息的管理和监控。
所述显示平台包括图形平台和报表平台，所述监控画面包括地理图、变电站接线图、趋
势曲线、风机列表画面、风机矩阵画面、风速-功率曲线和风向玫瑰图。
所述智能支持主站通过横向隔离装置与电网调度侧能量管理系统EMS互联，实现所述风电信息的传输，横向隔离装置可以保证电力安全数据不被外界获取，通过这种装置，保证电力调度数据的安全。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.该平台系统实现海量的风机信息、测风塔信息的通过风电信息专网的快速可靠上传，满足电网调度超短期功率预测模块对信息通信实时性与可靠性的要求；
2.支撑电网调度侧风电超短期功率预测功能的实现，提高电网侧对风力发电的接入能力，提高风电运行管理水平；
3.利用现有的电力通信传输网络，建立独立的风电通信调度专网平台系统，而与传统的综合自动化系统区分，避免对传统电力业务的影响，同时保证了风电信息的快速可靠上传；
4.各风机信息、风电场变电站信息与测风塔信息实现集中采集和快速上传，并按照智能支持主站下达的命令，发送至各风机，实现风机控制；
5.为实现风电超短期功率预测提供基础，对解决风电并网与功率预测问题具有一定的借鉴意义和工程实用价值；
6.能够显著提高风电的并网效率和风电接入的安全稳定性，同时可以有效降低风电通信系统的建设和运行成本，提高风电场和风电调度的生产运行管理水平，具有较强的实用性和经济性。
附图说明
图1是本发明具体实施例的风电通信调度专网平台系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，一种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，所述平台系统包括采集上传终端、风电信息专网和智能支持主站，所述采集上传终端采集并存储风电信息，所述风电信息专网将所述风电信息上传到所述智能支持主站，实现风电信息的快速可靠通信。
所述采集上传终端包括嵌入式中央处理器、数据存储器、高速数据采集模块、协议转换器、OPC(OLE for Process Control)传输模块，实现各个风电机风电信息的采集、汇总、转换、存储与上传；本发明采用OPC传输实现风电信息上传和监控，同时也支持Modbus、IEC101、IEC104和CDT等电力远动规约。
所述采集上传终端具备采样和存储历史数据的功能，并且在数据传输时能实现实时数据和带时标历史数据的混合传送。采集上传终端提供完善的远程维护手段，支持由远方对终端设备进行升级、监视、修改配置等操作。
所述风电信息专网设置有纵向加密装置，保证电力数据不被窃取或伪装，通过这种装置，保证电力调度数据的安全。
所述智能支持主站包括存储服务器、应用服务器、风电功率预测模块和显示平台；所述存储服务器接收并存储所述风电信息，并将风电信息传输给所述应用服务器，所述应用服务器对所述风电信息进行管理和监控，所述风电功率预测模块对风电信息进行功率预测，所述显示平台显示图形和报表。
所述存储服务器包括通信规约接收装置、数据存储器和网络通信管理装置，所述网络通信管理装置对网络通信进行管理；所述应用服务器包括风电信息管理装置、风电信息监控装置、分布式系统的管理和监视装置和用户权限和认证管理模块，实现风机监控、风电功率预测、变电站监控、电能计量、状态监测、视频监控等监控应用的无缝集成，提高系统的运行性能，方便用户的管理维护以及信息的共享，方便实现数据的整合、分析、应用和展示，提升对风电场运行情况的监测和分析的水平和质量，提升风电场的综合管理水平，保证风电场的安全可靠运行。
所述显示平台包括图形平台和报表平台，分别能够生成和显示面向风机、风电场、变电站的各种监控画面和统计报表；所述监控画面包括地理图、变电站接线图、趋势曲线、风机列表画面、风机矩阵画面、风速-功率曲线和风向玫瑰图。
所述智能支持主站通过横向隔离装置与电网调度侧能量管理系统EMS互联，实现所述风电信息的传输，横向隔离装置可以保证电力安全数据不被外界获取，通过这种装置，保证电力调度数据的安全。
在以往的方案中，风电场控制系统数据均通过调度数据网传送，网络结构简单，维护管理方便，但在调度数据网中承载大量用于风电场风机监控的信息，易造成调度数据网功能不清晰。在资源丰富的情况下，针对风电场控制系统数据，建议建设风电信息通信业务专用网络。
在本发明这种组网方案中，充分利用电力传输网资源，调度数据网与风电信息专网在数据网层面上相互独立，网络结构清晰。
实施情况具体见表1：
表1种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统实施情况
Figure BDA00002391927900041
Figure BDA00002391927900051
Figure BDA00002391927900061
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述平台系统包括采集上传终端、风电信息专网和智能支持主站，所述采集上传终端采集并存储风电信息，所述风电信息专网将所述风电信息上传到所述智能支持主站。
2.根据权利要求1所述的面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述采集上传终端包括嵌入式中央处理器、数据存储器、高速数据采集模块、协议转换器、OPC传输模块。
3.根据权利要求1所述的面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述风电信息专网设置有纵向加密装置。
4.根据权利要求1所述的面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述智能支持主站包括存储服务器、应用服务器、风电功率预测模块和显示平台；所述存储服务器接收并存储所述风电信息，并将风电信息传输给所述应用服务器，所述应用服务器对所述风电信息进行管理和监控，所述风电功率预测模块对风电信息进行功率预测，所述显示平台显示图形和报表。
5.根据权利要求4所述的面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述存储服务器包括通信规约接收装置、数据存储器和网络通信管理装置，所述网络通信管理装置对网络通信进行管理。
6.根据权利要求4所述的面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述应用服务器包括风电信息管理装置、风电信息监控装置、分布式系统的管理和监视装置和用户权限和认证管理模块，实现对风电信息的管理和监控。
7.根据权利要求4所述的面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述显示平台包括图形平台和报表平台。
8.根据权利要求7所述的面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述监控画面包括地理图、变电站接线图、趋势曲线、风机列表画面、风机矩阵画面、风速-功率曲线和风向玫瑰图。
9.根据权利要求4所述的面向超短期功率预测的风电通信调度专网平台系统，其特征在于：所述智能支持主站通过横向隔离装置与电网调度侧能量管理系统EMS互联，实现所述风电信息的传输。
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