[发明专利]风电场风功率预测系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电场风功率预测系统及实现方法，属于新能源风力发电应用领域。

背景技术

风能是一种对环境无污染的再生能源，作为未来能源的主要形式，对今后人类的生活方式、生存和发展都具有重要意义。为了有效地利用风能资源，大型风电场的并网运行都需要配备风功率预测系统。如果没有预测系统的支持，或者预测的不够准确，风电场有可能被限电处理，从而导致风电场的有效装机容量不能得到充分的利用。风力发电功率预测的准确性直接关系到电网的供需平衡，直接影响着并网系统的运营成本。

专利：风电场功率的预测系统，申请号201220462681.X，公开了一种风电场风功率预测的预测系统，该风电场功率的预测系统包括：数值天气预报NWP服务器，用于在获取全球气象数据后预测多个风电场的气象数据；数据库服务器，其中，一个数据库服务器连接至多个NWP服务器，用于存储来自多个NWP服务器的多个风电场的气象数据；预测服务器，连接至数据库服务器，用于生成多个子程序并控制多个子程序根据各风电场的气象数据预测风电场功率。专利风电场功率预测方法和装置，申请号：201210270617.6，公开了一种风电场功率预测方法和预测装置，该风电场功率预测方法包括：获取数值天气预报系统输出的天气预报数据；利用CFD软件对天气预报数据进行优化计算以得到风电场的气象预测数据；使用预先建立的统计模型中气象数据与输出功率的对应关系按照气象预测数据得出风电场的功率预测数据；输出功率预测数据。

目前专利中均未涉及风电场实时数据采集、风功率预测数据修正及上报进行描述、风电场安全性保护等重要应用方面。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的问题，提出了一种侧重于实际应用的风电场风功率预测系统及实现方法。主要目的就是利用LabVIEW、SQL和matlab三种编程语言，结合风电场在实测数据、预测功率修正及上报、安全性等方面的具体要求，提出一种预测精度高且结合实际应用的风电场风功率预测系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明软件部分由预测数据采集功能大院、功率预测功能单元、SQL数据库三部分组成；硬件部分由测风塔、SCADA风机数据监控装置、外网服务器、反向隔离装置、内网服务器五部分组成。

所述软件部分中预测数据采集功能单元由用户身份确认单元、风电场实时数据采集及处理单元、NWP数据采集单元三部分组成，安装在硬件部分外网服务器上。预测数据采集功能大院通过测风塔采集实时风速、风向、温度、湿度、气压等数据并进行判断及处理，通过SCADA风机数据监控装置采集风机实时功率数据并进行判断及处理，通过NWP数据采集单元接收并分析欧洲中尺度数值天气预报数据。所有数据均存储到SQL数据库中。

所述软件部分中功率预测功能单元由用户身份确认单元、风电场信息及实时数据显示单元、气象数据查询单元、风功率预测单元、预测功率人工修正单元、自动上报单元、风电场监控及设置单元七部分组成，安装在内网服务器上。功率预测功能单元的风功率预测单元包括短期预测和超短期预测，均采用可选的多种预测模型进行预测，不同风电场或不同季节可选择不同的预测模型以保证预测精度，通过预测功率人工修正在特定的情况下对预测功率数据进行修正后上报以备完成更好的规划，通过自动上报功能将预测功率以特定的格式自动上传到调度中心。所有数据均存储到SQL数据库中。

所述硬件部分，测风塔、SCADA风机数据监控装置通过数据线将采集的数据传递给外网服务器；基于风电场安全性，内网服务器与电力部门内网连接，主要用来运行功率预测功能，并将预测数据上报给调度中心；外网服务器与外部互联网连接，主要实现风速、功率等实时数据采集、NWP数据接收等功能；两服务器之间安装反向隔离装置；有效保护电力部门内网的安全。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明的一个效果在于，支持用户级别和权限设置，包括系统管理员、运行操作人员、浏览用户等不同级别的用户权限。

本发明的一个效果在于，预测数据采集功能单元中NWP数据采集单元不仅仅是接收欧洲中尺度数值天气预报数据，还通过粗糙集理论对数值天气预报数据中各个因素对风速的影响进行分析，找出风速预测的主要影响因素，将其作为预测模型的附加输入提高预测精度。

本发明的一个效果在于，功率预测功能单元中通过预测功率人工修正在特定的情况下，如某特定时间段需要限电，对预测功率数据进行修正后上报以备完成更好的规划。