CN201928022U - 风电功率预测系统 - Google Patents

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刘纯
范越
王勃
白兴忠
冯双磊
万筱钟
石永刚
卢静
彭明侨
张菲
张小奇
赵艳青
王清让
姜文玲
王晓蓉
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Northwest China Grid Co Ltd
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Abstract

本实用新型是关于一种风电功率预测系统，包括预测数据库；实时测风数据处理模块，连接于预测数据库，向预测数据库传送实时测风数据；数值天气预报处理模块，将数值天气预报数据送入预测数据库；短期预测模块，计算出风电场未来0-48小时的输出功率；超短期预测模块，计算风电场未来0-4小时的输出功率；能量管理系统数据处理模块以及图形用户界面模块。本实用新型的风电功率预测系统，可准确预测短期和超短期风电场的功率数据，具有很强的实用性。

Description

风电功率预测系统
技术领域
本实用新型涉及一种风电功率预测系统，特别是涉及一种适用于电网调度机构的风电功率预测系统。
背景技术
风能是一种清洁的可再生能源，由于其资源丰富、转化效率高、产业化基础好、经济优势明显、环境影响小等优点，具备大规模开发的条件，目前风能的开发利用已成为最重要的可再生能源发展方向之一。然而，风电以自然风为原动力，输出功率具有间歇性、随机性等特点，大规模风电接入将对电网的安全稳定运行产生影响，这对风电调度运行的准确性、快速性、自动化程度提出了更高的要求。
对风电场输出功率进行预测被认为是增加电网调峰容量、提高电网接纳风电的能力、改善电力系统运行安全性与经济性的最有效、最经济的手段之一。通过对区域电网内所有风电场输出功率的准确预报，调度部门可以合理安排发电计划，降低系统旋转备用容量，提高电网运行经济性。通过预测系统提前预测风电负荷的波动，还可以合理安排应对措施，提高系统的安全性和可靠性。在风电功率预测的基础上对风电进行科学的调度和管理，有利于提高电网接纳风电的能力，促进可再生能源的发展。
风电功率预测可分短期预测与短超期预测，其中短期预测通常着眼于未来0-48小时尺度预测，主要用于发电计划的制定，解决电网调峰问题。超短期预测包括未来0-4小时的功率预测，可用于实时调度，还可提高频率控制质量，主要解决电网调频问题。
现有的一种风电功率预测系统，主要由数值天气预报模块、EMS系统数据模块、数值天气预报处理模块和数据采集设备组成。该实用新型可实现对风电功率提前24小时预测，通过网络安全防护设备实现了Internet网络与电力调度数据网有效隔离，可满足电力二次系统安全防护的要求，基于风电功率预测结果，可做到灵活、有效地调节系统实际并网的风电装机容量，从而提高系统总的额定风电装机容量。对发电计划制定，发供电平衡，保证电网安全稳定运行具有重要作用。
上述功率预测系统仅包含对风电场的24小时短期功率预测，而对于调度部门所需的更长时间尺度(48小时)的功率预测以及0-4小时的超短期预测功能均未能实现，因此该预测系统并不能完全满足调度部门的应用需求。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，提供一种风电功率预测系统，所要解决的技术问题是使其可实现风电场的短期(0-48小时)以及超短期(0-4小时)的风电功率预测，从而为电网调度提供数据。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种风电功率预测系统，其包括预测数据库；实时测风数据处理模块，连接于预测数据库，向预测数据库传送实时测风数据；数值天气预报处理模块，连接于预测数据库，将数值天气预报数据送入预测数据库；短期预测模块，从预测数据库中取出数值天气预报数据，计算出风电场未来0-48小时的输出功率作为短期预测结果，并将该短期预测结果送回预测数据库；超短期预测模块，从预测数据库中取出各风电场功率数据、测风数据和数值天气预报数据，计算出风电场未来0-4小时的输出功率作为超短期预测结果，并将该超短期预测结果送回预测数据库；能量管理系统数据处理模块，将各风电场的实时功率数据传送到预测数据库中，并将短期预测结果和超短期预测结果从预测数据库上取出，发送给能量管理系统；以及图形用户界面模块，用于向预测数据库输入用户指令，显示
各风电场端测风塔传送的实时测风数据，经过处理，实时传送至预测数据库10中。所述数值天气预报处理模块13，从数值天气预报服务商的气象服务器18下载数值天气预报数据，经过处理后形成各预测风电场预测时段的数值天气预报数据送入预测数据库10。反向隔离装置17设置于气象服务器和数值天气预报处理模块之间，以E语言的格式单向从气象服务器18向数值天气预报处理模块12传送。所述短期预测模块13，从预测数据库中取出数值天气预报数据，由预测模型计算出风电场未来0-48小时的输出功率，并将该输出功率作为短期预测结果送回预测数据库。所述超短期预测模块14，从预测数据库中取出各风电场功率数据、测风数据和数值天气预报数据，由预测模型计算出风电场未来0-4小时的输出功率，并将该输出功率作为超短期预测结果送回预测数据库。该超短期预测模块14每15分钟滚动执行一次。能量管理系统数据处理模块15，将各风电场的实时功率数据传送到预测数据库中，同时将预测结果从预测数据库上取出，发送给风电场能量管理系统。风电场实时有功功率数据对超短期的预测精度至关重要，因此必须保证其准确性和实时性，所采集的功率数据的时间分辨率宜为1分钟。
本实用新型的风电功率预测系统，可准确预测短期和超短期风电场的功率数据，具有很强的实用性和推广应用价值。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本实用新型的风电功率预测系统的结构图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的风电功率预测系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，为本实用新型的风电功率预测系统的结构图。本实用新型较佳实施例的风电功率预测系统，其主要包括预测数据库10、实时测风数据处理模块11、数值天气预报处理模块12、短期预测模块13、超短期预测模块14、能量管理系统数据处理模块15以及图形用户界面模块16。所述的预测数据库10为本系统的数据中心，其他各模块均与该预测数据库完成数据的交互，该预测数据库存储来自数值天气预报处理模块12的数值天气预报数据、各预测模块产生的预测结果数据和能量管理系统数据处理模块15产生的实发风电功率数据等。所述实时测风数据处理模块11采集 各风电场端测风塔传送的实时测风数据，经过处理，实时传送至预测数据库10中。所述数值天气预报处理模块13，从数值天气预报服务商的气象服务器18下载数值天气预报数据，经过处理后形成各预测风电场预测时段的数值天气预报数据送入预测数据库10。反向隔离装置17设置于气象服务器和数值天气预报处理模块之间，以E语言的格式单向从气象服务器18向数值天气预报处理模块12传送。所述短期预测模块13，从预测数据库中取出数值天气预报数据，由预测模型计算出风电场未来0-48小时的输出功率，并将该输出功率作为短期预测结果送回系统数据库。所述超短期预测模块14，从预测数据库中取出各风电场功率数据、测风数据和数值天气预报数据，由预测模型计算出风电场未来0-4小时的输出功率，并将该输出功率作为超短期预测结果送回预测数据库。该超短期预测模块14每15分钟滚动执行一次。能量管理系统数据处理模块15，将各风电场的实时功率数据传送到预测数据库中，同时将预测结果从预测数据库上取出，发送给风电场能量管理系统。风电场实时有功功率数据对超短期的预测精度至关重要，因此必须保证其准确性和实时性，所采集的功率数据的时间分辨率宜为1分钟。
本实用新型以数值天气预报数据为基础，可实现对单个风电场及区域风电的短期(0-48小时)功率预测；以实时测风数据和功率数据为基础，实现对单个风电场及区域风电的超短期(0-4小时)功率预测。本系统可为电网调度部门制定发电计划、电网发供电平衡分析、电网稳定性分析、极端条件下风电场功率波动对电网的影响分析等方面提供指导，能多方面提高电网运行的安全性和经济性。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种风电功率预测系统，其特征在于包括：
预测数据库；
实时测风数据处理模块，连接于预测数据库，向预测数据库传送实时测风数据；
数值天气预报处理模块，连接于预测数据库，将数值天气预报数据送入预测数据库；
短期预测模块，从预测数据库中取出数值天气预报数据，并将风电场未来0-48小时的输出功率作为短期预测结果送回预测数据库；
超短期预测模块，从系统数据库中取出各风电场功率数据、测风数据和数值天气预报数据，并将风电场未来0-4小时的输出功率作为超短期预测结果送回系统数据库；
能量管理系统数据处理模块，将各风电场的实时功率数据传送到预测数据库中，并将短期预测结果和超短期预测结果从系统数据库上取出，发送给能量管理系统；以及
图形用户界面模块，用于向预测数据库输入用户指令，显示曲线或输出数据。
2.根据权利要求1所述的风电功率预测系统，其特征在于还包括：气象服务器，接收数值天气预报数据，并将该数值天气预报数据发送至数值天气预报处理模块。
3.根据权利要求2所述的风电功率预测系统，其特征在于所述的气象服务器连接于INTERNET，实时下载数值天气预报数据。
4.根据权利要求3所述的风电功率预测系统，其特征在于其还包括反向隔离装置，设置于所述的气象服务器和数值天气预报处理模块之间。 
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