專利名稱：一種風電功率預測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風電功率預測系統(tǒng)。
背景技術：
目前，日益嚴重的全球能源危機，使可再生能源的開發(fā)顯得越來越重要。風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。我國風電的裝機容量迅速增長，在電網(wǎng)中所占的比例不斷提高。但是風力發(fā)電本身具有波動性、間歇性、低能量密度、不可控等特點，因而風電功率也是波動的、間歇的，系統(tǒng)在運行時必須考慮留有足夠的備用電源和調(diào)峰容量，以保證風電出力不足時能夠正常向用戶供電，這就增加了對電網(wǎng)計劃和調(diào)度的難度。風電功率預測成為電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，通過對風電場發(fā)電量進行短期和中期的準確預測，可以大幅降低電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用容量，從而有效降低風力發(fā)電系統(tǒng)成本，并且為電網(wǎng)運行調(diào)度提供可靠的依據(jù)。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能預測風電場功率的系統(tǒng)。本實用新型技術方案如下一種風電功率預測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理服務器、數(shù)據(jù)存儲服務器、WEB服務器；所述數(shù)據(jù)采集裝置，用于獲取風電場的數(shù)值天氣預報信息和風速信息，并發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理服務器；所述數(shù)據(jù)處理服務器，用于接收所述數(shù)值天氣預報信息和風速信息，并將所述數(shù)值天氣預報信息和風速信息轉(zhuǎn)化為風電場功率值，轉(zhuǎn)存至所述數(shù)據(jù)存儲服務器；所述WEB服務器與所述數(shù)據(jù)存儲服務器相連，用于獲取所述數(shù)據(jù)存儲服務器內(nèi)保存的風電場功率值，并以互聯(lián)網(wǎng)方式發(fā)布該風電場功率值。進一步地，所述風電功率預測系統(tǒng)還包括風電場SCADA系統(tǒng)，所述風電場SCADA系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)處理服務器相連；所述風電場SCADA系統(tǒng)，用于采集所述風電場的發(fā)電機的實時功率、風電機組的狀態(tài)信息，并發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理服務器；所述數(shù)據(jù)處理服務器，用于將所述數(shù)值天氣預報信息、所述風速信息、所述實時功率、所述風電機組的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)化為風電場功率值。進一步地，所述風電功率預測系統(tǒng)還包括反向隔離器，所述反向隔離器分別與所述數(shù)據(jù)處理服務器、所述數(shù)據(jù)存儲服務器相連。進一步地，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括NWP系統(tǒng)和測風塔。本實用新型的有益效果是采用本實用新型技術方案就可實時地采集獲取風電場的NWP數(shù)據(jù)、風速以及發(fā)電機功率，綜合上述數(shù)據(jù)實現(xiàn)對風力發(fā)電的有效預測，進而可根據(jù)預測結(jié)果制定發(fā)電計劃，降低電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用容量，為電網(wǎng)運行調(diào)度提供可靠的依據(jù)。
圖1為本實用新型風電功率預測系統(tǒng)的第一種實現(xiàn)方式的構成示意圖；圖2為本實用新型風電功率預測系統(tǒng)的第二種實現(xiàn)方式的構成示意圖；圖3為本實用新型風電功率預測系統(tǒng)的第三種實現(xiàn)方式的構成示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。如圖1所示，本實用新型的風電功率預測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置10、數(shù)據(jù)處理服務器20、數(shù)據(jù)存儲服務器30、TOB服務器40。其中，數(shù)據(jù)采集裝置10，用于獲取風電場的數(shù)值天氣預報信息(即NWP信息)和風速信息，并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理服務器20。數(shù)據(jù)處理服務器 20為計算機，用于接收NWP信息和風速信息，并將NWP信息和風速信息轉(zhuǎn)化為風電場功率值，轉(zhuǎn)存至數(shù)據(jù)存儲服務器30。TOB服務器40與數(shù)據(jù)存儲服務器30相連，用于獲取數(shù)據(jù)存儲服務器30內(nèi)保存的風電場功率值，并將風電場功率值以圖形、文字、曲線等形式通過互聯(lián)網(wǎng)方式發(fā)布給用戶。上述的數(shù)據(jù)采集裝置10包括NWP系統(tǒng)和測風塔。其中，NWP (numerical weather prediction，數(shù)值天氣預報)系統(tǒng)，是指根據(jù)大氣實際情況，在一定的初值和邊值條件下，通過大型計算機作數(shù)值計算，預測未來一定時段的大氣運動狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的系統(tǒng)。測風塔， 是指安裝風速、風向等傳感器以及風數(shù)據(jù)記錄器，用于測量風能參數(shù)的高聳結(jié)構，主要用于環(huán)境監(jiān)測以及風、氣壓、濕度等資源數(shù)據(jù)采集。如圖2所示，風電功率預測系統(tǒng)還包括風電場SCADA系統(tǒng)50，風電場SCADA系統(tǒng) 50與數(shù)據(jù)處理服務器20相連。風電場SCADA系統(tǒng)50，用于采集風電場的發(fā)電機的實時功率、風電機組的狀態(tài)信息(可包括風電機組在運、檢修、故障停運等狀態(tài)信息)，并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理服務器20，由數(shù)據(jù)處理服務器20結(jié)合SCADA系統(tǒng)提供的實時功率和風電機組的狀態(tài)信息、以及數(shù)據(jù)采集裝置10提供的NWP信息和風速信息，結(jié)合上述四方面的信息轉(zhuǎn)化為風 % )·{Ι， )· Κ 。 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng), 即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎的DCS (Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng))與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理服務器接收到NWP信息和風速信息，或者數(shù)據(jù)處理服務器接收到NWP信息、風速信息、實時功率和風電機組的狀態(tài)信息后，基于統(tǒng)計模型和人工智能模型，將上述信息轉(zhuǎn)化為風電場功率預測值。統(tǒng)計模型可采用差分自回歸滑動平均模型(ARIMA)，人工智能模型可采用小波變換與BP神經(jīng)網(wǎng)絡、最小二乘支持向量機(LS-SVM)等多種混合模型。其中，BP神經(jīng)網(wǎng)絡，是一種按誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ㄓ柧毜亩鄬忧梆伨W(wǎng)絡，BP網(wǎng)絡能學習和存貯大量的輸入-輸出模式映射關系，而無需事前揭示描述這種映射關系的數(shù)學方程。ARIMA模型，是將預測對象隨時間推移而形成的數(shù)據(jù)序列視為一個隨機序列，用一定的數(shù)學模型來近似描述這個序列。這個模型一旦被識別后就可以從時間序列的過去值及現(xiàn)在值來預測未來值。
4[0025]如圖3所示，風電功率預測系統(tǒng)還包括反向隔離器60，反向隔離器60分別與數(shù)據(jù)處理服務器20、數(shù)據(jù)存儲服務器30相連。反向隔離器60用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向傳輸，即NWP 信息和風速信息只能從數(shù)據(jù)采集裝置10向數(shù)據(jù)處理服務器20發(fā)送數(shù)據(jù)，而不能反向進行數(shù)據(jù)傳輸，這就可保證數(shù)據(jù)處理服務器20所在局域網(wǎng)的安全。以上僅為本實用新型的較佳實施例子，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種風電功率預測系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理服務器、數(shù)據(jù)存儲服務器、WEB服務器；所述數(shù)據(jù)采集裝置，用于獲取風電場的數(shù)值天氣預報信息和風速信息，并發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理服務器；所述數(shù)據(jù)處理服務器，用于接收所述數(shù)值天氣預報信息和風速信息，并將所述數(shù)值天氣預報信息和風速信息轉(zhuǎn)化為風電場功率值，轉(zhuǎn)存至所述數(shù)據(jù)存儲服務器；所述WEB服務器與所述數(shù)據(jù)存儲服務器相連，用于獲取所述數(shù)據(jù)存儲服務器內(nèi)保存的風電場功率值，并以互聯(lián)網(wǎng)方式發(fā)布該風電場功率值。
2.按照權利要求1所述的風電功率預測系統(tǒng)，其特征在于，所述風電功率預測系統(tǒng)還包括風電場SCADA系統(tǒng)，所述風電場SCADA系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)處理服務器相連；所述風電場SCADA系統(tǒng)，用于采集所述風電場的發(fā)電機的實時功率、風電機組的狀態(tài)信息，并發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理服務器；所述數(shù)據(jù)處理服務器，用于將所述數(shù)值天氣預報信息、所述風速信息、所述實時功率、 所述風電機組的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)化為風電場功率值。
3.按照權利要求1或2所述的風電功率預測系統(tǒng)，其特征在于，所述風電功率預測系統(tǒng)還包括反向隔離器，所述反向隔離器分別與所述數(shù)據(jù)處理服務器、所述數(shù)據(jù)存儲服務器相連。
4.按照權利要求3所述的風電功率預測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括NWP系統(tǒng)和測風塔。
5.按照權利要求1或2所述的風電功率預測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括NWP系統(tǒng)和測風塔。
專利摘要本實用新型的風電功率預測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理服務器、數(shù)據(jù)存儲服務器、WEB服務器。數(shù)據(jù)采集裝置，用于獲取風電場的數(shù)值天氣預報信息和風速信息，并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理服務器。數(shù)據(jù)處理服務器，用于接收數(shù)值天氣預報信息和風速信息，并將上述信息轉(zhuǎn)化為風電場功率值，轉(zhuǎn)存至數(shù)據(jù)存儲服務器。WEB服務器與數(shù)據(jù)存儲服務器相連，用于獲取數(shù)據(jù)存儲服務器內(nèi)保存的風電場功率值，并以互聯(lián)網(wǎng)方式發(fā)布該功率值。采用本實用新型技術方案就可實時地采集獲取風電場的NWP數(shù)據(jù)、風速以及發(fā)電機功率，綜合上述數(shù)據(jù)實現(xiàn)對風力發(fā)電的有效預測，進而可根據(jù)預測結(jié)果制定發(fā)電計劃，降低電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用容量，為電網(wǎng)運行調(diào)度提供可靠的依據(jù)。
文檔編號H02J3/28GK202127251SQ201120252999
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權日2011年7月18日
發(fā)明者楊永強, 王悅 申請人:楊永強, 王悅