1、風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)娜仁風(fēng)電場(chǎng) 馮勃目錄風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介01風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能03風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)04風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架02一、風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、什么是風(fēng)電功率預(yù)測(cè) 風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)是指以風(fēng)電場(chǎng)的歷史功率、歷史風(fēng)速、地形地貌、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)建立風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的預(yù)測(cè)模型，以風(fēng)速、功率或數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)作為模型的輸入，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)行工況，得到風(fēng)電場(chǎng)未來(lái)的輸出功率，預(yù)測(cè)時(shí)間尺度包括短期預(yù)測(cè)和超短期預(yù)測(cè)。 隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷增加，風(fēng)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響也越來(lái)越顯著，而我國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)一般人口稀少，負(fù)荷量小，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱。由于風(fēng)能的隨機(jī)性、間歇性特點(diǎn)

2、，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度的帶來(lái)困難，影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并成為了制約風(fēng)電大規(guī)模接入的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。 2、風(fēng)功率預(yù)測(cè)的核心價(jià)值 為了能在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，盡可能規(guī)?；蛹{風(fēng)電，有必要建設(shè)一套風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)出力變化趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，并在上述基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）和自動(dòng)電壓控制（AVC），最終達(dá)到風(fēng)力發(fā)電可預(yù)測(cè)、風(fēng)電并網(wǎng)可調(diào)控目標(biāo)。 風(fēng)力發(fā)電代表著未來(lái)能源發(fā)展的趨勢(shì)，但其輸出功率的波動(dòng)性和不確定性會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)影響；國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)風(fēng)力發(fā)電的輸出功率進(jìn)行預(yù)測(cè)是緩解電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻壓力、降低電力系統(tǒng)備用容量以提高電網(wǎng)接納

3、能力的有效手段；通過(guò)實(shí)施風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，還可以達(dá)到以下作用：降低電力系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量、提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；改善電力系統(tǒng)調(diào)峰能力，增加風(fēng)電并網(wǎng)容量，提高風(fēng)能利用率；優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理水平，合理安排檢修計(jì)劃，改善風(fēng)電運(yùn)行企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。二、風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架 1、設(shè)備介紹 應(yīng)用服務(wù)器：運(yùn)行數(shù)據(jù)采集軟件，與風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電綜合管理終端通信采集風(fēng)機(jī)、測(cè)風(fēng)塔、風(fēng)電場(chǎng)功率、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、風(fēng)電場(chǎng)本地風(fēng)功率預(yù)測(cè)結(jié)果等數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器：根據(jù)建立的預(yù)測(cè)模型，基于采集的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，采用物理和統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的預(yù)測(cè)方法，并結(jié)合目前風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況對(duì)單臺(tái)風(fēng)機(jī)及整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的出力情況進(jìn)行短期預(yù)測(cè)和超短期預(yù)測(cè)。 測(cè)風(fēng)塔

4、：測(cè)風(fēng)塔測(cè)量數(shù)據(jù)是用來(lái)進(jìn)行超短期預(yù)測(cè)的。三、風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能1.登錄操作風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)采用B/S模式，用戶登錄系統(tǒng)不需要安裝其它軟件，在系統(tǒng)所在網(wǎng)段任何一臺(tái)電腦的瀏覽器上輸入風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)址即可進(jìn)入登錄頁(yè)面，如下圖： 用戶說(shuō)明： 系統(tǒng)用戶目前分為三個(gè)等級(jí)： 超級(jí)管理員 具有所有模塊的操作使用功能； 風(fēng)場(chǎng)管理員 只能填報(bào)其所在風(fēng)場(chǎng)的一些風(fēng)機(jī)參數(shù)設(shè)置； 普通用戶 只具備頁(yè)面瀏覽功能 2.實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以地圖的方式直觀的展示風(fēng)電場(chǎng)的地理分布情況，并采用實(shí)時(shí)更新的方式對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的預(yù)測(cè)功率、實(shí)際功率進(jìn)行展示，頁(yè)面的刷新周期根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率的采集周期而定，一般為15min刷新一次，預(yù)測(cè)

5、功率為15min一個(gè)點(diǎn)，所以預(yù)測(cè)功率15min刷新一次；如下圖： 3.曲線展示模塊曲線展示模塊主要包括預(yù)測(cè)及實(shí)際曲線，以列表的形式展示了風(fēng)場(chǎng)當(dāng)前的預(yù)測(cè)功率，綠色代表風(fēng)場(chǎng)的預(yù)測(cè)功率，并可以通過(guò)日期控件、風(fēng)速層高的下拉列表等條件進(jìn)行多種選擇，點(diǎn)擊查看按鈕，即可顯示相應(yīng)日期的信息，點(diǎn)擊導(dǎo)出按鈕，可將結(jié)果以excel格式導(dǎo)出到本地；如下圖： 4.氣象信息展示模塊 氣象信息展示模塊包含3個(gè)子模塊，即：風(fēng)玫瑰圖、風(fēng)速曲線圖和溫度濕度； 4.1 風(fēng)玫瑰圖展示 用戶通過(guò)選擇不同的時(shí)間段，系統(tǒng)將根據(jù)用戶選定的條件繪制風(fēng)向的玫瑰圖；如下圖： 4.2 風(fēng)速曲線展示 用戶通過(guò)選擇不同的時(shí)間段系統(tǒng)將根據(jù)用戶選定的日期區(qū)

6、間等條件繪制風(fēng)速曲線圖；如下圖： 4.3 溫度、濕度展示 用戶通過(guò)選擇不同的時(shí)間段系統(tǒng)將根據(jù)用戶選定的日期區(qū)間等條件查看溫度濕度曲線圖；如下圖： 4.4 報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊 報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊包含4個(gè)子模塊，即：功率報(bào)表、氣象報(bào)表、限電記錄報(bào)表、發(fā)電計(jì)劃報(bào)表； 目前因系統(tǒng)原因只能查看氣象報(bào)表相關(guān)內(nèi)容，如下圖：四、風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)1、預(yù)測(cè)系統(tǒng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)采用差分自回歸移動(dòng)平均模型（ARIMA）、混沌時(shí)間序列分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）等多種算法，根據(jù)預(yù)測(cè)時(shí)間尺度的不同使用上述算法構(gòu)成組合預(yù)測(cè)模型，對(duì)每一種算法的預(yù)測(cè)結(jié)果選取適當(dāng)?shù)臋?quán)重進(jìn)行加權(quán)平均算法從而得到最終預(yù)測(cè)結(jié)果，權(quán)重的選擇可以采用等權(quán)平均法

7、、最小方差法，保證預(yù)測(cè)的準(zhǔn)度和精度。1.1功率預(yù)測(cè)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)所處地理位置的氣候特征和風(fēng)電場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)情況，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)方法構(gòu)建特定的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)時(shí)間尺度的不同和實(shí)際應(yīng)用的具體需求，采用多種方法及建模。功率預(yù)測(cè)的空間：預(yù)測(cè)的最小單位為一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)；能夠預(yù)測(cè)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的單獨(dú)輸出功率和疊加輸出功率。功率預(yù)測(cè)的時(shí)間：短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)能夠預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)未來(lái)0-24、0-48和0-72小時(shí)之內(nèi)的風(fēng)電輸出功率，時(shí)間分辨率為15分鐘。超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)能夠預(yù)測(cè)未來(lái)0h-4h的風(fēng)電輸出功率，時(shí)間分辨率不小于15分鐘。 1.2統(tǒng)計(jì)分析參與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍可任意選定；歷史功率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)包括數(shù)據(jù)完

8、整性統(tǒng)計(jì)、頻率分布統(tǒng)計(jì)、變化率統(tǒng)計(jì)等；歷史氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)包括數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速頻率分布統(tǒng)計(jì)、風(fēng)向頻率分布統(tǒng)計(jì)等。風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)包括發(fā)電量、有效發(fā)電時(shí)間、最大出力及其發(fā)生時(shí)間、同時(shí)率、利用小時(shí)數(shù)及平均負(fù)荷率等參數(shù)的統(tǒng)計(jì)。 1.3 系統(tǒng)界面支持風(fēng)電場(chǎng)（群）實(shí)時(shí)出力監(jiān)測(cè)，以地圖的形式顯示風(fēng)電場(chǎng)的分布，地圖頁(yè)面應(yīng)顯示風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)功率及預(yù)測(cè)功率，頁(yè)面更新周期不應(yīng)超過(guò)5分鐘。支持多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)出力的同步監(jiān)視，可同時(shí)顯示系統(tǒng)預(yù)測(cè)曲線、實(shí)際功率曲線及預(yù)測(cè)誤差帶。實(shí)際功率曲線需實(shí)時(shí)更新，更新周期不超過(guò)5分鐘。支持不同時(shí)刻預(yù)測(cè)結(jié)果的同步顯示。支持?jǐn)?shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)與測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)、實(shí)際功率與預(yù)測(cè)功率的對(duì)比，提供圖形、表格等多種可視化手段。支持時(shí)間序列圖、風(fēng)向玫瑰圖、風(fēng)廓線以及氣溫、氣壓、濕度變化曲線等氣象圖表，對(duì)實(shí)測(cè)氣象數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。 1.4 系統(tǒng)性能風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)不受風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量限制。風(fēng)電功率預(yù)測(cè)應(yīng)不受風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組檢修和擴(kuò)建限制，即風(fēng)電場(chǎng)任何運(yùn)行狀態(tài)皆可進(jìn)行功率預(yù)測(cè)。風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型計(jì)算時(shí)間小于5分鐘。單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)短期預(yù)測(cè)月均方根誤差小于20%。 超短期預(yù)測(cè)第4小時(shí)預(yù)測(cè)值月均方根誤差小于15%。系統(tǒng)硬件可靠性應(yīng)大于99%。