專利名稱：一種風(fēng)電調(diào)度決策支持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)調(diào)度領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)電調(diào)度決策支持裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)電技術(shù)發(fā)展較早的國家已經(jīng)普遍應(yīng)用了風(fēng)電預(yù)報(bào)技術(shù)，風(fēng)電預(yù)報(bào)技術(shù) 己經(jīng)作為上網(wǎng)電量交易、電廠調(diào)度和電網(wǎng)控制的重要手段，是風(fēng)電場與電網(wǎng) 之間進(jìn)行風(fēng)電管理的一個(gè)重要組成部分。但是風(fēng)電預(yù)測技術(shù)主要在各風(fēng)電場 獨(dú)立應(yīng)用，相互之間沒有什么關(guān)聯(lián)；同時(shí)風(fēng)電預(yù)測是按照以歷史數(shù)據(jù)建模， 以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)作為干預(yù)量的預(yù)報(bào)方式。但是上述預(yù)測方法對單獨(dú)風(fēng)電場或 一些分散風(fēng)電場出力的預(yù)測誤差與對一個(gè)較為集中的風(fēng)電群的預(yù)測誤差大不 相同，無法用于大容量、高集中的風(fēng)電基地功率預(yù)測，尤其是不能作為區(qū)域 風(fēng)電調(diào)度決策用。
區(qū)域風(fēng)電調(diào)度是為了實(shí)時(shí)進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)峰。由于風(fēng)電功率的波動(dòng)性，目前 普遍的做法是將風(fēng)電出力視為負(fù)的負(fù)荷。風(fēng)電場并網(wǎng)以后，電網(wǎng)中的備用容 量需要增加用于風(fēng)電調(diào)峰的容量。當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)中風(fēng)電的比例不高時(shí)，在電網(wǎng) 調(diào)度工作中一般不把風(fēng)電納入電網(wǎng)調(diào)度，風(fēng)電功率的波動(dòng)對于電網(wǎng)而言完全 是隨機(jī)的，最嚴(yán)重的情況就是等于整個(gè)風(fēng)電裝機(jī)容量大小的風(fēng)電功率在短時(shí) 間內(nèi)的波動(dòng)。如果整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)可用于風(fēng)電的調(diào)峰容量有限，在電網(wǎng)無法完 全平衡風(fēng)電場的功率波動(dòng)時(shí)，就需要限制風(fēng)電注入?yún)^(qū)域電網(wǎng)的功率。而隨著 西北地區(qū)千萬千瓦風(fēng)電基地的建設(shè)，風(fēng)電容量占系統(tǒng)裝機(jī)容量比例的逐步增大，電網(wǎng)調(diào)峰能力受到極大挑戰(zhàn)，必須有更加有效的方法來開展電網(wǎng)調(diào)峰能 力分析并組織機(jī)組備用和電網(wǎng)調(diào)峰。
目前，電力系統(tǒng)中應(yīng)用有電網(wǎng)安全穩(wěn)定評估系統(tǒng)以及電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策 系統(tǒng)。其中安全穩(wěn)定評估系統(tǒng)有離線和實(shí)時(shí)兩種形式，根據(jù)約束條件綜合評 估電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定水平，對存在問題的運(yùn)行狀態(tài)給出調(diào)整方案，方案以 切機(jī)、切負(fù)荷以及調(diào)節(jié)大電廠出力為主，形式可以是電網(wǎng)直接動(dòng)作或給出電 廠的負(fù)荷調(diào)整方案。電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行決策系統(tǒng)也有離線和實(shí)時(shí)兩種形式，根據(jù) 電網(wǎng)負(fù)荷和約束條件按照減小網(wǎng)損或購電成本等目標(biāo)進(jìn)行電網(wǎng)內(nèi)機(jī)組出力的 優(yōu)化組合。但是針對大容量風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行后，還沒有包含區(qū)域風(fēng)電調(diào)度決 策支持裝置及決策方法。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的在于提供一種風(fēng)電調(diào)度決策支持裝置，它能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn) 電網(wǎng)實(shí)時(shí)穩(wěn)定評估與決策以及優(yōu)化調(diào)峰方案。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) 一種風(fēng)電 調(diào)度決策支持裝置，其特征在于，包括通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、 風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器、調(diào)度決策服務(wù)器；所述EMS數(shù)據(jù)服 務(wù)器，實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)水電機(jī)組、火電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息和 上網(wǎng)功率數(shù)據(jù)以及風(fēng)電場的上網(wǎng)功率數(shù)據(jù)；所述風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)時(shí) 采集并存儲(chǔ)電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息和風(fēng)參數(shù)；所述 氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)氣象局發(fā)布的電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)參 數(shù)預(yù)測數(shù)值；所述調(diào)度決策服務(wù)器接收EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器的傳輸數(shù)據(jù)，預(yù)測各風(fēng)電場的波動(dòng)容量，計(jì)算電網(wǎng)的調(diào) 峰方案，以此確定各個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和上網(wǎng)功率。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于
所述風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器與調(diào)度決策服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。
所述氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器與調(diào)度決策服務(wù)器通過intel網(wǎng)絡(luò)連接。 所述EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器與調(diào)度決策服務(wù)器通過電網(wǎng)內(nèi)部專有網(wǎng)絡(luò)連接。 所述EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器、調(diào)度決 策服務(wù)器的前端均設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)防火墻。
本實(shí)用新型在實(shí)時(shí)監(jiān)測大區(qū)域風(fēng)電場風(fēng)資源基礎(chǔ)上，對大區(qū)域風(fēng)電場上 網(wǎng)功率預(yù)測和電網(wǎng)調(diào)峰能力分析，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)條件下調(diào)度決策支持
系統(tǒng)，在風(fēng)電功率大幅度波動(dòng)情況下，電網(wǎng)對風(fēng)電機(jī)組出力的控制方法和電 網(wǎng)調(diào)峰方案優(yōu)化結(jié)果，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。


圖1為風(fēng)電調(diào)度決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 圖2為風(fēng)電調(diào)度決策支持系統(tǒng)工作流程圖。
具體實(shí)施方式
參照圖l，風(fēng)電調(diào)度決策支持裝置，包括通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的EMS數(shù)據(jù)服 務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器、調(diào)度決策服務(wù)器；所述EMS
數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)水電機(jī)組、火電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)
信息和上網(wǎng)功率數(shù)據(jù)以及風(fēng)電場的上網(wǎng)功率數(shù)據(jù)；所述風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器， 實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息和風(fēng)參數(shù)；所述氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)氣象局發(fā)布的電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)風(fēng)電場的
風(fēng)參數(shù)預(yù)測數(shù)值；所述調(diào)度決策服務(wù)器接收EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù) 服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器的傳輸數(shù)據(jù)，預(yù)測各風(fēng)電場的波動(dòng)容量，計(jì)算電網(wǎng) 的調(diào)峰方案，以此確定各個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和上網(wǎng)功率。
風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器一般設(shè)置在風(fēng)電場，偏僻而環(huán)境惡劣，與調(diào)度決策 服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)連接比較方便，投資也低；氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器直接采集國 家氣象部門的數(shù)據(jù)，與調(diào)度決策服務(wù)器通過intel網(wǎng)絡(luò)連接；EMS數(shù)據(jù)服務(wù) 器直接采集電網(wǎng)EMS電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，電網(wǎng)EMS電能管理系統(tǒng)采用電 網(wǎng)內(nèi)部專有網(wǎng)絡(luò)，出于安全考慮，EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器與調(diào)度決策服務(wù)器也通過 電網(wǎng)內(nèi)部專有網(wǎng)絡(luò)連接。EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù) 服務(wù)器、調(diào)度決策服務(wù)器的前端均設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)防火墻，以保證各個(gè)服務(wù)器的 安全。
本實(shí)用新型的調(diào)度決策服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電上網(wǎng)功率預(yù)測、風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn) 行電網(wǎng)調(diào)峰能力分析以及風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行電網(wǎng)安全的決策支持系統(tǒng)三個(gè)功能， 而每個(gè)功能之間基本上是逐層遞推的關(guān)系，利用風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器對區(qū)域 風(fēng)電場風(fēng)資源實(shí)時(shí)監(jiān)測的測風(fēng)網(wǎng)絡(luò)所獲得的風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器風(fēng)能監(jiān)測系 統(tǒng)數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)EMS數(shù)據(jù)庫中風(fēng)電場上網(wǎng)功率實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對區(qū)域內(nèi)風(fēng)能 資源利用情況開展實(shí)時(shí)評估，并將評估結(jié)果與風(fēng)電上網(wǎng)功率預(yù)測系統(tǒng)相結(jié)合。
風(fēng)電上網(wǎng)功率預(yù)測是根據(jù)風(fēng)電場歷史風(fēng)資源數(shù)據(jù)開展預(yù)測模型和方法研 究，選擇合適的預(yù)測模型和方法，開發(fā)出電網(wǎng)風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)。并結(jié)合數(shù) 值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果開展風(fēng)電場上網(wǎng)功率預(yù)測，然后用測風(fēng)網(wǎng)絡(luò)獲得的監(jiān)測系統(tǒng) 數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)評估結(jié)果對預(yù)測值進(jìn)行修正，最終得到風(fēng)電基地風(fēng)電場上網(wǎng)功率的24小時(shí)短期功率預(yù)測、日發(fā)電量的預(yù)測，并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行誤差分析和 估計(jì)。同時(shí)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)對預(yù)測系統(tǒng)的性能進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控，分析研究 影響預(yù)測性能的因素，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的更新和改進(jìn)。
風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行電網(wǎng)調(diào)峰能力分析是根據(jù)電網(wǎng)內(nèi)主要水電廠和火電廠安全 性、經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動(dòng)性以及電網(wǎng)負(fù)荷特性，并根據(jù)其負(fù)荷需求預(yù)測、電源構(gòu)成 及分布，水電、火電及供熱機(jī)組的配合以及風(fēng)電上網(wǎng)功率預(yù)測結(jié)果，在主要 省間、省內(nèi)斷面的穩(wěn)定極限限制條件下，評價(jià)電網(wǎng)調(diào)峰能力，提出技術(shù)解決 方案以確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，指導(dǎo)大規(guī)模風(fēng)電接入后電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式轉(zhuǎn) 變。
風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行安全的決策支持系統(tǒng)是用于大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的，以風(fēng)電上 網(wǎng)功率預(yù)測和電網(wǎng)調(diào)峰能力分析結(jié)果為基礎(chǔ)，在滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的各 種約束以及電網(wǎng)的N-1靜態(tài)安全評估(N-1靜態(tài)安全評估指的是在無故障情況 下，逐個(gè)斷開電網(wǎng)中的一個(gè)設(shè)備，以檢驗(yàn)其他設(shè)備是否過載，如果無過載現(xiàn) 象，則認(rèn)為電網(wǎng)運(yùn)行滿足N-1，在這個(gè)檢驗(yàn)方面是安全的)的前提下，通過計(jì) 算分析電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行條件下接受預(yù)測到的風(fēng)電出力變化能力，決策是否允許 風(fēng)電場達(dá)到預(yù)測出力以及電網(wǎng)可接受的風(fēng)電出力變化范圍；然后根據(jù)下一時(shí) 段電網(wǎng)允許的風(fēng)電出力，按照保證電網(wǎng)備用容量足夠和不使火電機(jī)組迫停的 原則，優(yōu)化電網(wǎng)電源出力調(diào)整方案。
調(diào)度決策服務(wù)器是風(fēng)電調(diào)度決策支持裝置的核心，它可以從EMS數(shù)據(jù) 服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器取得必要的數(shù)據(jù)，對風(fēng)電場 上網(wǎng)功率進(jìn)行超短期預(yù)測，計(jì)算當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行方式下的調(diào)峰能力，確定電網(wǎng) 調(diào)峰方案和對風(fēng)電場上網(wǎng)功率的控制水平。主要功能就是完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算分析，具體包括
① 保存決策控制計(jì)算所需的電網(wǎng)系統(tǒng)模型、各種系統(tǒng)元件模型和參數(shù)、火 電廠運(yùn)行的煤耗曲線、水電廠調(diào)節(jié)能力；
② 接收和處理多個(gè)數(shù)據(jù)來源，包括氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器的風(fēng)資源數(shù)據(jù)、水電 廠來水以及水位監(jiān)測數(shù)據(jù)以及EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器中的當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 處理后寫入本地的數(shù)據(jù)庫；
③ 根據(jù)風(fēng)電場來風(fēng)情況進(jìn)行風(fēng)電上網(wǎng)功率超短期預(yù)測，并給出此預(yù)測值下 最大的誤差；
根據(jù)風(fēng)電場運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息以及風(fēng)電場并網(wǎng)功率預(yù)測結(jié)果進(jìn)行電網(wǎng)調(diào) 峰能力評估；
⑤ 根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行拓?fù)浞治龊蜖顟B(tài)估計(jì)；
⑥ 利用狀態(tài)估計(jì)的結(jié)果以及火電廠運(yùn)行的煤耗曲線、水電廠調(diào)節(jié)能力進(jìn)行 電網(wǎng)優(yōu)化計(jì)算，減小網(wǎng)絡(luò)損耗，并檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行水平，若存在問題則進(jìn)一步 計(jì)算出相應(yīng)的控制策略；
⑦ 對電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行N-1靜態(tài)安全校核，若存在問題則進(jìn)一步計(jì)算出相應(yīng)的 控制策略；
⑧ 對預(yù)想事故集中的每個(gè)事故進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定判斷，若失穩(wěn)則進(jìn)一步計(jì)算出 相應(yīng)的穩(wěn)定控制策略。
⑨ 調(diào)度決策服務(wù)器主要有3個(gè)軟件模塊組成風(fēng)電上網(wǎng)功率預(yù)測模塊、電
網(wǎng)調(diào)峰能力評估模塊以及風(fēng)電并網(wǎng)決策模塊。由這3個(gè)軟件模塊完成對風(fēng)電 功率預(yù)測以及電網(wǎng)調(diào)峰策略分析。
調(diào)度決策服務(wù)器主要有3個(gè)軟件模塊的具體數(shù)據(jù)處理流程如下由功率
預(yù)測模塊完成風(fēng)電上網(wǎng)功率超短期預(yù)測，由調(diào)峰能力評估模塊完成電網(wǎng)調(diào)峰能力評估，并給出調(diào)峰方案，由風(fēng)電并網(wǎng)決策模塊完成電網(wǎng)實(shí)施調(diào)峰方案后 的安全評估。最終給出滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行要求的損耗最小的調(diào)峰方案。
(1) 本裝置中所用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源
風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器向本裝置提供風(fēng)電場各監(jiān)測點(diǎn)的風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、 氣壓、濕度等實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)的機(jī)組運(yùn)行、檢修信息；
EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器向本裝置提供電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)水電機(jī)組、火電機(jī)組的運(yùn)行 狀態(tài)信息和上網(wǎng)功率數(shù)據(jù)，以及電網(wǎng)中各變電站、電廠的電壓、電流、有功 負(fù)荷、無功負(fù)荷等所有實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行、檢修信息，同 時(shí)提供風(fēng)電場的上網(wǎng)功率實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)；
氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器向本裝置提供氣象部門根據(jù)流體力學(xué)和熱力學(xué)計(jì)算得到 的空氣變化趨勢，包括風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓等預(yù)測值。
(2) 風(fēng)電功率預(yù)測
高精度、大區(qū)域范圍風(fēng)電功率的預(yù)測是將數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果及在線監(jiān)測 到的風(fēng)速、風(fēng)電功率、風(fēng)電可用機(jī)組數(shù)量等數(shù)據(jù)傳送到預(yù)測模塊，由預(yù)測模 塊結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用預(yù)測模型對風(fēng)電功率等需要數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測實(shí)現(xiàn)的。它 可以提供短期和超短期的預(yù)測。
首先對數(shù)值天氣預(yù)報(bào)所預(yù)測的天氣情況與同一時(shí)刻在線監(jiān)測到的風(fēng)向、 風(fēng)速、氣溫、氣壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定風(fēng)電場來風(fēng)風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣 壓與數(shù)值天氣預(yù)報(bào)之間的關(guān)系，以此確定風(fēng)電場來風(fēng)預(yù)測模型。
然后選取風(fēng)電場的歷史風(fēng)資源數(shù)據(jù)，相應(yīng)時(shí)段風(fēng)電場的功率數(shù)據(jù)以及可 用機(jī)組容量、型號(hào)等歷史資料，對于不完整的風(fēng)資源數(shù)據(jù)，還可以用中尺度模式計(jì)算方法由歷史氣象數(shù)據(jù)以及地表狀態(tài)推算得到進(jìn)行補(bǔ)充。匯總上述資 料后開展預(yù)測模型和方法研究，確定風(fēng)電基地上網(wǎng)功率與來風(fēng)風(fēng)向、風(fēng)速、 氣溫、氣壓之間的關(guān)系，以此確定風(fēng)電功率預(yù)測模型。
實(shí)際運(yùn)行中，以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)來風(fēng)預(yù)測模型進(jìn)行下 一時(shí)段來風(fēng)預(yù)測，并根據(jù)風(fēng)速變化實(shí)時(shí)風(fēng)能資源監(jiān)測數(shù)據(jù)與評估結(jié)果進(jìn)行修 正，得到各風(fēng)電場預(yù)測來風(fēng)情況。
以各風(fēng)電場可用風(fēng)機(jī)容量、型號(hào)以及預(yù)測來風(fēng)情況為基礎(chǔ)，根據(jù)風(fēng)電功 率預(yù)測模型進(jìn)行下一時(shí)段區(qū)域風(fēng)電上網(wǎng)功率預(yù)測，并按照風(fēng)電實(shí)際出力與實(shí) 時(shí)風(fēng)能資源監(jiān)測數(shù)據(jù)及評估結(jié)果進(jìn)行修正，并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行誤差分析和估 計(jì)，并將風(fēng)電出力短期預(yù)測結(jié)果輸出，按照預(yù)測風(fēng)電最小出力結(jié)果留足電網(wǎng)
將風(fēng)電出力超短期預(yù)測結(jié)果提供給電網(wǎng)調(diào)峰能力分析模塊。 當(dāng)電網(wǎng)調(diào)峰能力分析模塊提示電網(wǎng)調(diào)峰有問題，需要限制風(fēng)電上網(wǎng)功率
時(shí)，以限制值修正風(fēng)電出力超短期預(yù)測結(jié)果并將其提供給電網(wǎng)調(diào)峰能力分析模塊。
(3)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行電網(wǎng)調(diào)峰能力評估
收集電網(wǎng)內(nèi)水、火電機(jī)組的最大、最小技術(shù)出力，調(diào)節(jié)速度等調(diào)峰性能 資料。以電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測、開機(jī)方式以及風(fēng)電功率預(yù)測結(jié)果為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)分析、 評價(jià)電網(wǎng)調(diào)峰能力，提出存在的問題和有效的技術(shù)解決方案。
通過調(diào)度能量采集系統(tǒng)監(jiān)測電網(wǎng)負(fù)荷、機(jī)組出力等實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。當(dāng)風(fēng) 電出力變化時(shí)，按照風(fēng)電下一時(shí)段出力預(yù)測并考慮預(yù)測值的最大誤差影響， 根據(jù)水電廠庫存水量、來水量以及火電廠可能達(dá)到的最大、最小出力，評估系統(tǒng)現(xiàn)有備用容量是否可以滿足風(fēng)電出力的變化，如果電網(wǎng)可以平衡風(fēng)電出 力的變化，則進(jìn)入風(fēng)電并網(wǎng)決策模塊。
若按照機(jī)組性能不能予以平衡，則計(jì)算分析，提出可能存在的問題，需 要控制風(fēng)電出力的，確定控制水平，將此控制值與風(fēng)電出力預(yù)測值進(jìn)行比較， 若控制值小，說明風(fēng)電出力過大，需要限制風(fēng)電出力，并將風(fēng)電出力控制值
反饋給預(yù)測模塊用以修正風(fēng)電上網(wǎng)功率超短期預(yù)測值；若控制值大，說明風(fēng) 電出力太小，但是沒風(fēng)的情況下又沒有辦法來增加風(fēng)電出力，只能采取其他 緊急措施，并在采取措施之后再次進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)峰能力評估，直到電網(wǎng)可平衡 風(fēng)電出力為止。并進(jìn)入風(fēng)電并網(wǎng)決策模塊。
當(dāng)風(fēng)電并網(wǎng)決策模塊提示執(zhí)行調(diào)峰方案后電網(wǎng)運(yùn)行存在安全穩(wěn)定問題， 需要以電網(wǎng)安全穩(wěn)定評估存在問題為約束條件重新進(jìn)行調(diào)峰能力評估。
(4)風(fēng)電并網(wǎng)決策模塊
根據(jù)風(fēng)電功率預(yù)測與風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行電網(wǎng)調(diào)峰能力分析結(jié)果，按照減小系 統(tǒng)煤耗、網(wǎng)絡(luò)損耗以及水電廠不棄水的目標(biāo)，優(yōu)化電網(wǎng)中水火電出力，以此 確定電網(wǎng)調(diào)峰方案。
根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰方案對電網(wǎng)進(jìn)行安全穩(wěn)定評估，若電網(wǎng)滿足安全穩(wěn)定運(yùn)行 的各種約束以及的N-1靜態(tài)安全校核，則輸出風(fēng)電上網(wǎng)功率允許的出力值以 及電網(wǎng)調(diào)峰方案；若安全穩(wěn)定評估存在問題，則提出具體的問題，以及可能 的解決措施，并以此未約束條件，返回重新給定調(diào)峰評估模塊。
參照圖2，說明本實(shí)用新型的風(fēng)電調(diào)度決策的具體工作流程為
第1步，選擇是否手動(dòng)輸入即確定實(shí)時(shí)研究模式，還是離線研究模式: 若選擇否，則進(jìn)入實(shí)時(shí)研究模式，轉(zhuǎn)第2步風(fēng)電上網(wǎng)功率預(yù)測；若選擇是，則進(jìn)入離線研究模式，轉(zhuǎn)第17步。
第2步，風(fēng)電上網(wǎng)功率預(yù)測根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及風(fēng)電場來風(fēng)、 出力情況以及數(shù)值天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行風(fēng)電場上網(wǎng)功率預(yù)測，給出短期預(yù)測結(jié)果和 超短期預(yù)測結(jié)果。其中將短期預(yù)測結(jié)果輸出，進(jìn)入第3步；將超短期預(yù)測結(jié) 果輸出，進(jìn)入第5步。
第3步，輸出風(fēng)電上網(wǎng)功率短期預(yù)測結(jié)果進(jìn)入第4步。
第4步，確定電網(wǎng)備用容量和開機(jī)方式以風(fēng)電預(yù)測結(jié)果和電網(wǎng)中水電 廠來水情況，機(jī)組檢修情況，安排電網(wǎng)中水、火電機(jī)組開機(jī)方式和備用容量。 進(jìn)入第7步。
第5步，輸出風(fēng)電上網(wǎng)功率超短期預(yù)測結(jié)果進(jìn)入第6步并將結(jié)果同時(shí)
輸出給第14步。
第6步，修正超短期預(yù)測結(jié)果以風(fēng)電功率控制值修正超短期預(yù)測結(jié)果，
進(jìn)入第7步；在第一次進(jìn)入此步驟時(shí)，無修正值，直接輸出第5步中的風(fēng)電 上網(wǎng)功率超短期預(yù)測結(jié)果，進(jìn)入第7步。
第7步，電網(wǎng)調(diào)峰能力分析由電網(wǎng)運(yùn)行方式、備用容量和風(fēng)電上網(wǎng)功
率超短期預(yù)測結(jié)果對電網(wǎng)調(diào)峰能力進(jìn)行評估，并進(jìn)入第8步。
第8步，判斷電網(wǎng)調(diào)峰能力電網(wǎng)備用容量大于風(fēng)電波動(dòng)所需要的調(diào)節(jié) 容量時(shí)，判斷電網(wǎng)具備調(diào)峰能力，進(jìn)入第9步；電網(wǎng)備用容量小于風(fēng)電波動(dòng)
所需要的調(diào)節(jié)容量時(shí)，判斷電網(wǎng)不具備調(diào)峰能力，進(jìn)入第13步。
第9步，優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)峰方案根據(jù)風(fēng)電波動(dòng)需要的調(diào)節(jié)容量，按照減小
系統(tǒng)煤耗、網(wǎng)絡(luò)損耗以及水電廠不棄水的目標(biāo)，優(yōu)化電網(wǎng)中水火電出力，以此確定電網(wǎng)調(diào)峰方案，進(jìn)入第10步
第10步判斷電網(wǎng)安全水平根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰方案對電網(wǎng)進(jìn)行安全穩(wěn)定評
估，若電網(wǎng)滿足安全穩(wěn)定運(yùn)行的各種約束以及的N-1靜態(tài)安全評估，則輸出
風(fēng)電上網(wǎng)功率允許的出力值以及電網(wǎng)調(diào)峰方案，并進(jìn)入第19步；若安全穩(wěn)定 評估存在問題，即電網(wǎng)不安全，則進(jìn)入第ll步
第ll步，確定電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題當(dāng)?shù)?0步判斷電網(wǎng)存在安全問題， 則提出具體的問題，以及可能的解決措施，進(jìn)入第12步。
第12步，增加電網(wǎng)安全約束條件提出影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的問題和措施， 并以措施為約束條件，返回第8步。
第13步，控制風(fēng)電機(jī)組出力由于按照風(fēng)電超短期預(yù)測結(jié)果，電網(wǎng)不具 備調(diào)峰能力，以電網(wǎng)可能的調(diào)峰能力作為約束條件，給出電網(wǎng)具備調(diào)峰能力 條件下允許的風(fēng)電上網(wǎng)功率，進(jìn)入第14步。
第14步，判斷風(fēng)電出力是否可以控制風(fēng)電出力只可能減小，不能增大， 因此比較控制出力與預(yù)測值的大小即可。預(yù)測值大，則說明直接控制風(fēng)電功 率即可，進(jìn)入第15步；預(yù)測值小，則說明需要采取減負(fù)荷或調(diào)用其他電源等 緊急控制措施，進(jìn)入第16步。
第15步，控制風(fēng)電上網(wǎng)功率以第13步輸出結(jié)果為本步結(jié)果輸出，返
回第6步。
第16步，給定電網(wǎng)緊急控制按照滿足第6步輸出的風(fēng)電上網(wǎng)功率超短 期預(yù)測結(jié)果，以先調(diào)用緊急備用，后限制負(fù)荷的原則，給出電網(wǎng)必須采取的
緊急控制措施，并以此為條件返回第7步。第17步，手動(dòng)給定風(fēng)電上網(wǎng)功率值在第1步中選擇了手動(dòng)給定的離線 研究模式，在此步驟中人為給定要研究方式下的風(fēng)電上網(wǎng)功率，直接進(jìn)入第6 步和并將結(jié)果輸出給第14步。
第18步，手動(dòng)給定電網(wǎng)運(yùn)行方式在第1步中選擇了手動(dòng)給定的離線研 究模式，在此步驟中人為給定要研究的電網(wǎng)運(yùn)行方式，可以在電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行 方式下進(jìn)行修改得到，并將結(jié)果輸出給第7步。
第19步，輸出最終結(jié)果在第10步通過電網(wǎng)安全評價(jià)后，將允許的風(fēng) 電上網(wǎng)功率和調(diào)峰方案作為最終結(jié)果輸出，對采取了電網(wǎng)緊急措施的也要輸 出緊急控制措施。
權(quán)利要求1、一種風(fēng)電調(diào)度決策支持裝置，其特征在于，包括通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器、調(diào)度決策服務(wù)器；所述風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器與調(diào)度決策服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)連接；所述氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器與調(diào)度決策服務(wù)器通過intel網(wǎng)絡(luò)連接；所述EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器與調(diào)度決策服務(wù)器通過電網(wǎng)內(nèi)部專有網(wǎng)絡(luò)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電調(diào)度決策支持裝置，其特征在于，所 述EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器、調(diào)度決策服務(wù) 器的前端均設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)防火墻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)電調(diào)度決策支持裝置，包括通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器、調(diào)度決策服務(wù)器；所述EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)水電機(jī)組、火電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息和上網(wǎng)功率數(shù)據(jù)以及風(fēng)電場的上網(wǎng)功率數(shù)據(jù)；風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息和風(fēng)參數(shù)；氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)氣象局發(fā)布的電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)參數(shù)預(yù)測數(shù)值；調(diào)度決策服務(wù)器接收EMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器的傳輸數(shù)據(jù)，預(yù)測各風(fēng)電場的波動(dòng)容量，計(jì)算電網(wǎng)的調(diào)峰方案，以此確定各個(gè)風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和上網(wǎng)功率。
文檔編號(hào)H02J3/46GK201369575SQ20082022850
公開日2009年12月23日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者寧 姜, 勇 尚, 朱敏奕, 衣立東, 高媛媛, 磊 魏 申請人:西北電網(wǎng)有限公司