CN202126703U - 一种风电优化调度计划系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种风电优化调度计划系统,该系统包括网络交换机分别连接的联络线计划服务器、负荷预测服务器、短期风功率预测服务器和能量管理系统EMS数据库、常规电厂调度计划系统服务器,并在此基础上加入数值天气预报服务器、反向隔离单元、中长期风电功率预测服务器、风电调度计划系统服务器。本实用新型实现了风电与常规电源相协调的优化发电计划制定,显著提高了风电接纳能力,提升了电网调度机构应对大规模风电并网的调度运行水平。而且本实用新型风电调度计划系统服务器与常规电厂调度计划系统服务器通过网络交换机相连,在不改变现常规电厂调度计划系统的基础上,协调了风电与常规电厂的调度。
Description
技术领域:
本实用新型涉及新能源发电领域,具体涉及一种风电优化调度计划系统。
背景技术:
电力系统是复杂的动态能量系统,本质上要求发电与负荷需求必须时刻保持平衡,从而确保电网的安全稳定运行。但风力发电具有间歇性、随机性和波动性特点,系统中常规电源必须像跟踪负荷一样,对风电波动做出跟踪调整。
在风电穿透功率较小时,风电波动对电力系统调度运行的影响也较小,系统中常规电源能够针对风电波动有效进行跟踪调整;当风电穿透功率较大时,风电的大幅度快速波动将对电网安全稳定运行产生很大影响,系统中必须留有足够的备用电源和调峰容量,以确保风电出力不足时能够正常向用户供电。在风电出力较大时,通过机组深度调峰或启停调峰方式来维持系统功率平衡,因此,大规模风电并网运行在节约燃料成本、减少环境污染的同时,也需要电力系统额外配置备用容量来抵御大规模风电出力的波动,频繁的机组深度调峰和启停调峰也将增加常规电源的发电煤耗和系统运行成本。
因为风能资源分布特性使得大部分风电场建设较为集中,随着风电并网容量的持续快速增长,大规模风电并网对电网调度运行的影响日益凸显,传统方式制定的调度计划由于未有效将风电纳入考虑,已难以支撑大规模风电并网后的电网调度应用。
实用新型内容:
针对现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种风电优化调度计划系统,将风电纳入到电网调度计划的制定,有效确保电网的安全稳定运行,提升了风电调度运行水平和接纳能力。
本实用新型提供的一种风电优化调度计划系统,所述系统包括网络交换机、联络线计划服务器、负荷预测服务器、短期风功率预测服务器、能量管理系统EMS数据库、常规电厂调度计划系统服务器、风电场集控系统和常规电厂控制系统;所述网络交换机分别与所述联络线计划服务器、所述负荷预测服务器、所述短期风功率预测服务器、所述常规电厂调度计划系统服务器和所述能量管理系统数据库通过网线连接;
其改进之处在于,所述网络交换机与风电调度计划系统服务器相连并依次与中长期风电功率预测服务器、反向隔离单元和数值天气预报服务器相连;
所述能量管理系统EMS数据库分别与所述风电场集控系统和所述常规电厂控制系统连接。
本实用新型提供的第一优选方案的系统,其改进之处在于,将所述系统中加入安全校核服务器,所述能量管理系统EMS数据库与所述安全校核服务器连接。
本实用新型提供的第二优选方案的系统,其改进之处在于,所述反向隔离单元为物理隔离单元。
本实用新型提供的第三优选方案的系统,其改进之处在于,所述网络交换机通过网线依次与所述中长期风电功率预测服务器、所述反向隔离单元和所述数值天气预报服务器相连;所述网络交换机通过网线与所述常规电厂调度计划系统服务器和所述风电调度计划系统服务器相连。
本实用新型提供的第四优选方案的系统,其改进之处在于,所述联络线计划服务器、所述负荷预测服务器、所述短期风功率预测服务器、所述数值天气预报服务器、所述中长期风电功率预测服务器、所述常规电厂调度计划系统服务器和所述风电调度计划系统服务器分别设有ARM处理器。
本实用新型提供的第五优选方案的系统,其改进之处在于,所述联络线计划服务器、所述负荷预测服务器、所述短期风功率预测服务器、所述数值天气预报服务器、所述中长期风电功率预测服务器、所述常规电厂调度计划系统服务器和所述风电调度计划系统服务器均放在机柜上。
本实用新型提供的第六优选方案的系统,其改进之处在于,所述网络交换机通过网线连接工程师工作站。
与现有技术比,本实用新型的有益效果为:
1.本实用新型综合考虑了中长期与短期风电功率预测结果,并统筹考虑负荷预测结果、联络线计划、机组运行约束和电网安全稳定限制等边界条件,精细化将风电纳入到了电网调度计划制定,增强了大规模风电并网的调度运行水平。
2.本实用新型以风电优先接纳为原则,增强了电网的风电接纳能力,符合节能发电调度的理念。
3.本实用新型采用反向隔离单元,用物理隔离设备进行安全隔离,符合电力二次系统安全防护规定的要求,建立了风电场与调度中心的发电计划通信通道,确保了计划的有效执行以及系统安全稳定运行。
4.本实用新型风电调度计划系统服务器与常规电厂调度计划系统服务器通过网络交换机相连,在不改变现常规电厂调度计划系统的基础上,协调了风电与常规电厂的调度。
5.本实用新型中加入风电调度计划系统服务器,在硬件配置上,与调度自动化系统数据库之间通信快捷顺畅,接口齐全、格式规范,终端页面美观友好,易于操作,响应速度不超过1秒钟,满足电网公司的安全规定。对促进我国大规模风电发展具有重要的理论指导作用和工程实用价值。
附图说明
图1为本实用新型提供的风电优化调度计划系统硬件结构框图。
图2为本实用新型提供的中长期时间尺度风电功率预测结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
如图1所示,风电优化调度计划系统包括网络交换机、联络线计划服务器、负荷预测服务器、短期风功率预测服务器、能量管理系统EMS数据库、常规电厂调度计划系统服务器、风电场集控系统和常规电厂控制系统;网络交换机分别连接所述联络线计划服务器、负荷预测服务器、常规电厂调度计划系统服务器、短期风功率预测服务器和能量管理系统数据库;
本实施例在上述的情况下,还加入了数值天气预报服务器、反向隔离单元、中长期风电功率预测服务器、风电调度计划系统服务器。
网络交换机与常规电厂调度计划系统服务器、风电调度计划系统服务器相连并依次与中长期风电功率预测服务器、反向隔离单元和数值天气预报服务器相连;能量管理系统EMS数据库分别与风电场集控系统和常规电厂控制系统连接。这样就构成一个新的风电优化调度计划系统。本实施例还将风电调度计划系统服务器通过网络交换机与工程师工作站连接,融入了可实时交互的人机界面接口,能够满足电网调度机构的实际需要,确保了调度计划制定的合理性与有效性。
本实施例的技术路线为:综合考虑电力二次系统安全防护的要求,建立中长期风电功率预测模块,并结合短期风电功率预测结果、负荷预测结果、联络线计划,从EMS系统获取系统初始运行状态、机组运行限制、电网潮流稳定约束等边界条件,优化计算得到未来一天的系统调度运行方式,制定常规机组和风电的调度计划,通过电力调度通信系统向各常规电厂和风电场发布执行。
本实施例的各个服务器的基本功能为:
(1)数值天气预报服务器,为本实施例的改进点:从Internet下载并处理中长期数值天气预报原始数据,处理后的数据传给反向隔离单元;
(2)反向隔离单元,为本实施例的改进点:隔离Internet网与调度自动化网,采用此隔离装置后,Internet网与电力调度通信网隔离,将Internet网的不安全数据转换为电力调度通信网的安全防护数据,这样使得系统满足电力二次系统安全防护要求。
(3)中长期风电功率预测服务器,为本实施例的改进点,如图2所示:以数值天气预报数据、风电场发电功率历史数据和电网调度系统接口数据为输入,采用建立的统计预测算法软件预测未来7天的中长期时间尺度风电功率预测,其中预测结果为电网调度范围内的风电总出力。自动预测,根据调度计划制定时间需求,每日定时更新预测结果;提供第2日到第8日负荷尖峰时段的风电总出力;根据风电场装机容量及所属区域,预测系统可自动升级。
(4)能量管理系统EMS数据库:采集管理电网基础数据,包括电网元件测量参数,风电场集控系统和常规电厂控制系统数据;其中在EMS数据库中嵌入了防火墙和调度数据网,防火墙用来隔离II区网络与I区网络,区分实时运行区和非实时运行区,保证实时运行安全;调度数据网作为调度中心与风电场、常规电厂控制系统之间的通信链路。
(5)安全校核服务器:安全校核机组计划、风电场计划,并返回校核后的计划结果。
(6)风电场集控系统和常规电厂控制系统:通过调度数据网,各机组96点计划曲线下发到各机组控制系统执行,各风电场96点计划曲线及运行范围下发各风电场集控系统执行。
(7)常规电厂调度计划系统服务器,为本实施例的改进点:首先依据中长期风电功率预测服务器、负荷预测服务器和联络线计划服务器提供的数据,以满足次日尖峰负荷和备用需求为原则优化计算次日开机容量,考虑未来7天峰值负荷时段的风电出力变化,以全网7天综合运行总成本最低为优化目标,滚动优化未来七天的开机方式,计算次日常规电厂的优化启停容量。并根据优化启停机容量,综合考虑常规机组的容量情况、电量完成情况、煤耗特性、污染排放等指标,优化计算得到常规机组启停组合方式。根据风电调度计划系统服务器返回的风电总计划结果,最后优化编制常规机组96点曲线优化:包括启停机组计划曲线、非优化机组计划曲线、优化机组计划曲线和风电场计划曲线。启停机组计划曲线非优化机组计划曲线通过人机交互页面选取设定;优化机组计划曲线根据各机组煤耗特性或电量完成率来优化制定,满足电网调度机构“三公调度”或“节能调度”的实际应用需要。
(8)风电调度计划系统服务器,为本实施例的改进点:根据常规电厂调度计划系统服务器提供的全网调峰能力,和电网安全稳定运行限制,计算次日全网风电96点最大接纳空间;针对全网调峰容量不足时段所引起的风电出力受限情况,提供联络线调整申请接口,向网调申请联络线送出,申请建议为满足全省调峰通过的联络线总出力;再次,针对调峰受限时段的风电场出力,综合考虑各风电场的预测出力趋势,以全网风电受限电量最小为目标对风电场出力进行优化分配,分配原则依据各风电场的受限轮次序位;最后优化编制风电场96点计划曲线。风电场96点计划曲线根据风电非受限时段的各风电场预测值及预测误差(±σMW)、以及受限时段的各风电场输出功率优化分配结果来制定。
因此,本实施例遵循了“理论分析-仿真分析-试验验证”的研究路线,从而确保了所建立的调度计划系统及测试结果的合理性与有效性。
最后应该说明的是:结合上述实施例仅说明本实用新型的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到:本领域技术人员可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换,但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (7)
1.一种风电优化调度计划系统,所述系统包括网络交换机、联络线计划服务器、负荷预测服务器、短期风功率预测服务器、能量管理系统EMS数据库、常规电厂调度计划系统服务器、风电场集控系统和常规电厂控制系统;所述网络交换机分别与所述联络线计划服务器、所述负荷预测服务器、所述短期风功率预测服务器、所述常规电厂调度计划系统服务器和所述能量管理系统数据库通过网线连接;
其特征在于,所述网络交换机与风电调度计划系统服务器相连并依次与中长期风电功率预测服务器、反向隔离单元和数值天气预报服务器相连;
所述能量管理系统EMS数据库分别与所述风电场集控系统和所述常规电厂控制系统连接。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,将所述系统中加入安全校核服务器,所述能量管理系统EMS数据库与所述安全校核服务器连接。
3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述反向隔离单元为物理隔离单元。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述网络交换机通过网线依次与所述中长期风电功率预测服务器、所述反向隔离单元和所述数值天气预报服务器相连;所述网络交换机通过网线与所述常规电厂调度计划系统服务器和所述风电调度计划系统服务器相连。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述联络线计划服务器、所述负荷预测服务器、所述短期风功率预测服务器、所述数值天气预报服务器、所述中长期风电功率预测服务器、所述常规电厂调度计划系统服务器和所述风电调度计划系统服务器分别设有ARM处理器。
6.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述联络线计划服务器、所述负荷预测服务器、所述短期风功率预测服务器、所述数值天气预报服务器、所述中长期风电功率预测服务器、所述常规电厂调度计划系统服务器和所述风电调度计划系统服务器均放在机柜上。
7.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述网络交换机通过网线连接工程师工作站。
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