一種面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統的製作方法

2023-10-07 17:59:34 1

專利名稱：一種面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於風力發電技術領域，具體講涉及一種面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統。
背景技術：
風力發電作為目前在可再生能源中技術較成熟、具有規模化開發條件和商業化發展前景的新能源發電技術，日益得到國家的高度重視和大力扶持，在近幾年獲得了巨大的發展。隨著風電發電成本逐步降低，以及日益凸顯的零排放環保優勢，必將成為未來重要的電能來源。根據國家的風電發展規劃，我國將在「三北」地區發揮其風能資源優勢，重點建設數百個10萬千瓦級以上的大型風電場，在河北、內蒙古、遼寧、吉林、新疆等地區建成十多個百萬千瓦級大型風電基地，並初步形成河北、內蒙古東部、內蒙古西部、甘肅酒泉、新疆等千萬千瓦級風電基地。風電本身具有很大的隨機性、間歇性和不可控性，在遠離負荷中心的電網末端併入大規模風電對於電網安全運行將產生很大的影響，並對電網信息通信系統、電網調度、電力市場運營帶來了新的挑戰。風電具有間歇性和波動性的特點，而電力系統是實時平衡的，風電的波動需要通過常規電源的調節和儲能系統來平衡，這是困擾風電併網的最大難題。風電發電量取決於風能，風能大小取決於大氣物理環流的變化，這種環流總體上有一定規律可循，但是它的易變性造成短期、尤其是風能功率預測的難度。以上各項功能尤其是功率預測及風電智能調度、智能控制都需要風電信息通信系統的有力支撐。風電功率預測可分為短期預測與超短期預測兩類。短期預測時間尺度一般為0-48小時。超短期預測時間尺度一般為0-4小時，一般採用滾動預測的方式。超短期預測具有比短期預測更高的預測準確度，對通信與信息系統也提出了更高的要求。超短期風電功率預測對信息通信系統的主要需求為單風機信息與測風塔數據的採集與計算。同時，需要依託電力通信網，建立風電通信專網系統，為超短期功率預測所需的海量數據能提供穩定可靠的採集與存儲方式，以實現超短期功率預測。以往的電力通信網通信系統中不需要傳輸各個風機的海量信息，信息量相對較小，在超短期功率預測功能需求中，需要設計建立面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，實時、可靠的實現海量風機與測風塔數據的傳輸。

實用新型內容為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統。該平臺系統實現海量的風機信息、測風塔信息的通過風電信息專網的快速可靠上傳，滿足電網調度超短期功率預測模塊對信息通信實時性與可靠性的要求，支撐電網調度側風電超短期功率預測功能的實現，提高電網側對風力發電的接入能力，提高風電運行管理水平。為了實現上述目的，本實用新型採取如下方案:[0007]—種面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，所述超短期功率預測的時間為0 4小時，所述平臺系統包括採集上傳終端、風電信息專網和智能支持主站，所述採集上傳終端採集並存儲風電信息，所述風電信息專網將所述風電信息上傳到所述智能支持主站，實現風電信息的快速可靠通信。所述採集上傳終端包括嵌入式中央處理器、數據存儲器、高速數據採集模塊、協議轉換器、0PC(0LE for Process Control)傳輸模塊,實現各個風電機風電信息的採集、匯總、轉換、存儲與上傳。所述風電信息專網設置有縱向加密裝置，保證電力數據不被竊取或偽裝，通過這種裝置，保證電力調度數據的安全。所述智能支持主站包括存儲伺服器、應用伺服器、風電功率預測模塊和顯示平臺；所述存儲伺服器接收並存儲所述風電信息，並將風電信息傳輸給所述應用伺服器，所述應用伺服器對所述風電信息進行管理和監控，所述風電功率預測模塊對風電信息進行功率預測，所述顯示平臺顯示圖形和報表。所述存儲伺服器包括通信規約接收裝置、數據存儲器和網絡通信管理裝置，所述網絡通信管理裝置對網絡通信進行管理。所述應用伺服器包括風電信息管理裝置、風電信息監控裝置、分布式系統的管理和監視裝置和用戶權限和認證管理模塊，實現對風電信息的管理和監控。所述顯示平臺包括圖形平臺和報表平臺，所述監控畫面包括地理圖、變電站接線圖、趨勢曲線、風機列表畫面、風機矩陣畫面、風速-功率曲線和風向玫瑰圖。所述智能支持主站通過橫向隔離裝置與電網調度側能量管理系統EMS互聯，實現所述風電信息的傳輸，橫向隔離裝置可以保證電力安全數據不被外界獲取，通過這種裝置，保證電力調度數據的安全。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於:1.該平臺系統實現海量的風機信息、測風塔信息的通過風電信息專網的快速可靠上傳，滿足電網調度超短期功率預測模塊對信息通信實時性與可靠性的要求；2.支撐電網調度側風電超短期功率預測功能的實現，提高電網側對風力發電的接入能力，提高風電運行管理水平；3.利用現有的電力通信傳輸網絡，建立獨立的風電通信調度專網平臺系統，而與傳統的綜合自動化系統區分，避免對傳統電力業務的影響，同時保證了風電信息的快速可靠上傳；4.各風機信息、風電場變電站信息與測風塔信息實現集中採集和快速上傳，並按照智能支持主站下達的命令，發送至各風機，實現風機控制；5.為實現風電超短期功率預測提供基礎，對解決風電併網與功率預測問題具有一定的借鑑意義和工程實用價值；6.能夠顯著提高風電的併網效率和風電接入的安全穩定性，同時可以有效降低風電通信系統的建設和運行成本，提高風電場和風電調度的生產運行管理水平，具有較強的實用性和經濟性。

[0022]圖1是本實用新型實施例的風電通信調度專網平臺系統結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1，一種面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，所述超短期功率預測的時間為0 4小時，所述平臺系統包括採集上傳終端、風電信息專網和智能支持主站，所述採集上傳終端採集並存儲風電信息，所述風電信息專網將所述風電信息上傳到所述智能支持主站，實現風電信息的快速可靠通信。所述採集上傳終端包括嵌入式中央處理器、數據存儲器、高速數據採集模塊、協議轉換器、0PC(0LE for Process Control)傳輸模塊,實現各個風電機風電信息的採集、匯總、轉換、存儲與上傳；本實用新型採用OPC傳輸實現風電信息上傳和監控，同時也支持Modbus, IEClOl、IEC104和CDT等電力遠動規約。所述採集上傳終端具備採樣和存儲歷史數據的功能，並且在數據傳輸時能實現實時數據和帶時標歷史數據的混合傳送。採集上傳終端提供完善的遠程維護手段，支持由遠方對終端設備進行升級、監視、修改配置等操作。所述風電信息專網設置有縱向加密裝置，保證電力數據不被竊取或偽裝，通過這種裝置，保證電力調度數據的安全。所述智能支持主站包括存儲伺服器、應用伺服器、風電功率預測模塊和顯示平臺；所述存儲伺服器接收並存儲所述風電信息，並將風電信息傳輸給所述應用伺服器，所述應用伺服器對所述風電信息進行管理和監控，所述風電功率預測模塊對風電信息進行功率預測，所述顯示平臺顯示圖形和報表。所述存儲伺服器包括通信規約接收裝置、數據存儲器和網絡通信管理裝置，所述網絡通信管理裝置對網絡通信進行管理；所述應用伺服器包括風電信息管理裝置、風電信息監控裝置、分布式系統的管理和監視裝置和用戶權限和認證管理模塊，實現風機監控、風電功率預測、變電站監控、電能計量、狀態監測、視頻監控等監控應用的無縫集成，提高系統的運行性能，方便用戶的管理維護以及信息的共享，方便實現數據的整合、分析、應用和展示，提升對風電場運行情況的監測和分析的水平和質量，提升風電場的綜合管理水平，保證風電場的安全可靠運行。所述顯示平臺包括圖形平臺和報表平臺，分別能夠生成和顯示面向風機、風電場、變電站的各種監控畫面和統計報表；所述監控畫面包括地理圖、變電站接線圖、趨勢曲線、風機列表畫面、風機矩陣畫面、風速-功率曲線和風向玫瑰圖。所述智能支持主站通過橫向隔離裝置與電網調度側能量管理系統EMS互聯，實現所述風電信息的傳輸，橫向隔離裝置可以保證電力安全數據不被外界獲取，通過這種裝置，保證電力調度數據的安全。在以往的方案中，風電場控制系統數據均通過調度數據網傳送，網絡結構簡單，維護管理方便，但在調度數據網中承載大量用於風電場風機監控的信息，易造成調度數據網功能不清晰。在資源豐富的情況下，針對風電場控制系統數據，建議建設風電信息通信業務專用網絡。本實用新型充分利用電力傳輸網資源，調度數據網與風電信息專網在數據網層面上相互獨立，網絡結構清晰。實施情況具體見表1:表I種面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統實施情況
權利要求1.一種面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，所述超短期功率預測的時間為O 4小時，其特徵在於:所述平臺系統包括採集上傳終端、風電信息專網和智能支持主站，所述採集上傳終端採集並存儲風電信息，所述風電信息專網將所述風電信息上傳到所述智能支持主站。
2.根據權利要求1所述的面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，其特徵在於:所述採集上傳終端包括嵌入式中央處理器、數據存儲器、高速數據採集模塊、協議轉換器、OPC傳輸模塊。
3.根據權利要求1所述的面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，其特徵在於:所述風電信息專網設置有縱向加密裝置。
4.根據權利要求1所述的面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，其特徵在於:所述智能支持主站包括存儲伺服器、應用伺服器、風電功率預測模塊和顯示平臺。
5.根據權利要求4所述的面向超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，其特徵在於:所述智能支持主站通過橫向隔離裝置與電網調度側能量管理系統EMS互聯，實現所述風電信息的傳輸。
專利摘要本實用新型提供一種超短期功率預測的風電通信調度專網平臺系統，屬於風力發電技術領域。所述平臺系統包括採集上傳終端、風電信息專網和智能支持主站，所述採集上傳終端採集並存儲風電信息，所述風電信息專網將所述風電信息上傳到所述智能支持主站。該平臺系統實現海量的風機信息、測風塔信息的通過風電信息專網的快速可靠上傳，滿足電網調度超短期功率預測模塊對信息通信實時性與可靠性的要求，支撐電網調度側風電超短期功率預測功能的實現，提高電網側對風力發電的接入能力，提高風電運行管理水平。
文檔編號H02J13/00GK203166623SQ20122059737
公開日2013年8月28日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者靳洋, 汪洋, 王多, 李玉傑, 趙宏波, 丁慧霞, 靳丹, 蘇斌, 李煒, 權楠, 王智慧, 馬樂, 張禹 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網公司