风电场发电功率预测和系统

1、刘兴杰刘兴杰,13784965085 2009-9-232009-9-23 风电场发电功率预测和系统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 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 0 200 400 600 8

2、00 1000 1200 1400 发 电量 年份 风 电场个数 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 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风电场发电功率预测的意义 一、风电场发电功率预测的背景和意义 4. 小结小结 风电场发电功率预测能

3、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 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 3. 风电场发

4、电功率预测研究现状 二、风电场发电功率预测 超短期：持续法超短期：持续法 短期：时间序列法、卡尔曼滤波法、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）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

5、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 RisPrediktor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2

6、001 西班牙卡洛斯 大学 siperlico统计模型2002 美国AWS TruewindeWind 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 1998 2. 国内研究现状 三、风电场发电功率预测系统 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，

7、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

8、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 风力发电机风力发电机1 风力发电机风力发电机n 实时数据实时数据 数据库数据库 预测服务器预测服务器数值天数值天 气预报气预报 电网调度端电网调度端 预测结果预测结果 预测请求预测请求 风电场端风电场端 预测结果预测结果 预测请求预测请求 防火墙防火墙 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风电场输出功率预测系统 地地 理理 信信 息息 系系 统统 风风 电电 场场 总总 输输 出出 功功 率率 预预 测测 分分 组组 输

9、输 出出 功功 率率 预预 测测 单单 台台 输输 出出 功功 率率 预预 测测 算算 法法 管管 理理 信信 息息 上上 报报 预预 测测 结结 果果 统统 计计 评评 价价 系系 统统 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Microsoft ASP.NET 3.5技术 开发工具 采用微软公司的Visual Studio.Net 2008 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

10、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 单台风机单台风机1小时功率预测小时功率预测 3.6 系统展示 三、风电场发电功率预测系统 单台风机单台风机6小时功率预测小时功率预测 3.6 系统展示 三、风电场发电功率预测系统 单台风机单台风机24小

11、时功率预测小时功率预测 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 多台风机多台风机1小时功率预测小时功率预测 3.6 系统展示 三、风电场发电功率预测系统 多台风机多台风机6小时功率预测小时功率预测 3.6 系统展示 三、风电场发电功率预测系统 多台风机多台风机24小时功率预小时功率预 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 风场未来风场未来1小时风速预测小时风速预测 3.6 系统展示 三、风电场发电功率预测系统 风场未来风场未来6小时风速预测小时风速预测 3.6 系统展示 三、风电场发电功率预测系统 风场未来风场未来24时风速预测时风速预测 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机故障信息查询 风电场发电功率预测是目前解决风电场发电功率预测是目前解决 风电间歇性对电网影响