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[!--downpath--]基于風電功率預測的風電場能量管理系統 2011年7月，復旦大學電機工程系 摘要2 電網運行與控制中忽略微小擾動原因，系統自身承受沖擊的能力也不容忽視。 高度考慮不利激勵因素，制定對策影響較大，必須參與電網發電計劃中期風電功率預測，對風電調控影響較大。 納入常規調度系統，融入不同風電發展水平下的電網發電規劃、在線調度、實時控制等各個環節。 風電場運營需要34個大電網風電場 大電網風電場剛柔并濟 風電并入電網 傳統觀點：供電“隨機” “不可靠”：風速隨機性 “不可調節”：風機調節不良能力可控風場建設：優質電源可預測、可靠、可調度 風電場常規電站能源供應不穩定，有功出力不穩定 能源供應穩定，有功出力穩定 有功/無功有功調節困難 有功/無功功率可大范圍靈活調整 風電功率預測難度高、精度低、負荷預測精度高、發電計劃定制相對容易 風電場能源管理系統應用 電網友好型風電場建設-12-一套風電場能源管理系統是基于風電場綜合數據采集系統，實現風電場所有有功、無功調節設備手動閉環、協調控制，滿足風電綜合需求的監測管理系統農場電網連接。 風電場能源管理系統總體思路 控制指令 風場信息 氣象服務 風速計塔 6 儲能控制 電力管理 運行調度 風電場能源管理系統總體思路 四大技術特點 交互性：服從控制指令 協調性：協調內部該設備基于預測的手動控制、智能閉環控制數據采集與監控系統、風電功率預測系統是風電并網控制平臺的基礎。
7/儲能風電場能源管理系統總體思路 8 內容概要 9 風電功率預測系統的應用價值 電網對風電功率預測系統的要求 應用類型 預測時長 15min 全網極高擁塞管理功率 1~6h (超短期） 15min 區域高調峰/發電計劃電量 24~48h（短期） 1h（15min） 全網/區域高運行方式/維護計劃電量（峰谷值） 1 年（中期）年）更高的電網規劃全網用電幾年到幾年六年更高的全網調度規劃規劃風電功率預測的要求體現在電力系統運行的各個方面。 -16-風電預測系統的應用價值 風電預測系統的綜合價值 風電預測系統的研究現狀 在WPMS）商業化階段（，），單個風場的偏差為10-20%，偏差全網占比5%-8%。 ，缺乏常年統計分析預測療效中國電力科學研究院WPFS系統，法國中尺度模型，自產NWP評價指標均方根偏差（RMSE）單風場1-2h小時超短期預報5- 7% 近期預測 10 -20% 地區：6-8% 全網：5-7% 風電預測系統研究現狀 需求和數據需求結合寧夏電網業務需求和氣象服務特點，明確系統功能為如下：短期風電預測：提前24h-36h預測； 滾動預報：每天晚上 8:00 和凌晨 5:00 預報一次。 基本預測單元：風電場的風電功率預測系統依賴于龐大的數據庫，單個風電場每年的數據記錄超過2500萬條，集中維護和應用開發技術難度很大。
分布式系統結構 新疆古風功率預測系統 多層分布式風功率預測系統 風場層面：基礎預報單元風電場控制、獨立結算 區域層面：在線調度、聯絡線時尚控制 全網層面：功率平衡、電力調度發電計劃與機組組合優化 分層分級風電功率預測系統適應新疆古代風電發展特點和電網調度系統的需求 風電功率預測的基本原理 短期風電功率預測的基本原理 統計方法 非參數回歸神經網絡法 數值ARMA法 時間序列分析法...兩類預測方法 化學法 WASP微氣象模型 中尺度MM5模型（日本） 考慮扇尾流效應、地表特征、邊界層特征 相似模型原理考慮非建模激勵...需要至少1-3個月的歷史實測數據隨著歷史數據的積累預測偏差會逐漸減小，不斷積累歷史數據庫數值天氣預報準確幀率更高的數值天氣預報（ 3h、3km) 微地理、微氣候模型進一步降低精度 實測數據修正 基于風機啟停信號的及時修正模型 根據實測數據實時修正預報 輸入極端天氣6小時滾動預報 極端天氣特殊處理獨立建模——風電功率預測的基本原理 影響風電功率預測精度的主要因素 - 7 - 預測精度具有個體特征：不同季節、不同地區、不同地形等激勵因素不同 最終精度會影響風電功率預測的基本原理數值天氣預報和邊界層微氣象模型Step2． 當地氣象格10-30km，高海拔Step1。 全球天氣預報 () Step4. 尾流效應模型Step3：近地模型（LOG曲線）準對比，準差，差，風功率預測的基本原理，風功率模型和風場實測模型，不同風向和風速下的風場效率，不同空氣密度下的風場效率、風場實測功率曲線、風速預測偏差：10-15%（亞洲）； >20%（國外）風電場建模偏差：2-5%，國外同類水平風電功率預測精度在于邊界層（近基巖）數值天氣預報是風電功率預測的基礎原理風風機實測模型和風場實測模型（續） 風電場出力模型建模可以達到非常高的精度（2-5%） 建模方法（BP神經網絡、非參數回歸等）對精度影響不大迭代次數對精度影響不大。 風電功率預測的基本原理. 預測程序的通常流程。 預測程序初始化：數據規劃建模：借助歷史數據建立風電場輸出功率模型； 預測：借助數值天氣預報和風電場發電計劃進行預測 可視化：展示預測 結果評估：效果評估與預測、預測方案比較、風電綜合預測系統技術支撐、發展支撐工程應用、7個國家級項目、國家重點實驗室項目3項，其中重點/重大項目5項； 省部級企業項目30余項。
自2009年投入運行以來中期風電功率預測，已有數十座家庭訓練電站投入運行。 23項系統技術特點——廣泛支持標準 24項系統技術特點——功能豐富全面，更多考慮風電場居民的應用需求！ 25 風電場功率預測分站 風電功率預測系統不僅需要與電網公司配合，還需要將必要的信息傳輸到發電集團經理的筆記本上。 風電場功率預測子站年/月度電量預測 科學制定發電計劃 評估電損 風資源后評估 定量評價 風電場可利用風資源周邊地形變化對原有風資源的影響 維護計劃優化與調整設備改進 年使用小時數 根據風電場的生產特點，風電場功率預測分站應越來越適應發電企業的生產需要。 系統技術特點——預測精度保證 系統功能展示 風電綜合預測系統功能展示 用戶角色 預報員：風電曲線預測、模型訓練 調度員：監控 風電運行管理員：程序模塊監控、日志管理 系統功能展示——風場狀態 30 . 系統功能顯示——曲線顯示顯示實際曲線與預測曲線的對比。 觀看間隔可以自定義并導入。 31. 系統功能展示-氣象信息展示 32. 數據分析子系統提供實時氣象資源監測功能 全面的數據分析功能，幫助用戶進行系統評估和性能優化 系統功能展示-數據分析 33 系統功能展示-統計報表 34系統功能展示——預報上報支持集中上報、分組上報、地方上報三種上報方案支持手工上報、人工上報支持預報員修改、人工干預35個智能預報員引導系統，確保系統提供更多、更準確的預報模型數據的積累。
確保系統隨著數據的積累，提供越來越高精度的預測模型 提供可視化完成算法訓練的功能，讓客戶快速上手，完成專家級算法維護工作 – 系統管理 37項需要PC工作站操作系統2003英文企業版，硬盤盡可能大，服務器顯存盡可能大，硬盤操作系統2003英文企業版，網絡PC工作站和服務器必須在同一個公網； 您可以接入中央調節數據網絡，用于上傳預測結果； 可接入風機數據網，獲取風機歷史數據； 風場坐標、風場名稱、風場區域坐標（四個坐標點） 氣象數據 提供氣象數據的套接字及數據格式說明 風力電機組數據 提供風力電機的套接字組數據。 預測數據提供報告數據的通信結果。 通訊合同-5-101 系統功能展示-軟/硬件配置 38年試運行以來，風電綜合預測系統偏差 風場功率模型偏差 數值天氣預報偏差 風電綜合預測系統技術特性 黃色：實際測量 紅色：偏置校準后的結果 紅色：未偏置校準的結果