(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105939025 A(43)申请公布日 2016.09.14
(21)申请号 201610331440.4(22)申请日 2016.05.18
(71)申请人 国电南瑞科技股份有限公司
地址 210061 江苏省南京市高新区高新路
20号
申请人 云南电网有限责任公司大理供电局
云南电网有限责任公司电力科学研究院
国电南瑞南京控制系统有限公司(72)发明人 白婷婷 张国建 周永华 郭彦飞
韦伟 李耀华 章汉军 周强 陈涛 陆海 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所
(普通合伙) 32204
代理人 张弛
权利要求书2页 说明书3页 附图1页
(51)Int.Cl.
H02J 3/38(2006.01)H02J 13/00(2006.01)
CN 105939025 A(54)发明名称
一种调度主站端风电功率预测系统(57)摘要
本发明公开了一种调度主站端风电功率预测系统，属于电力系统技术领域，所述系统由数值天气预报下载服务器、反向物理隔离装置、数据采集与处理服务器、预测系统数据库服务器和功率预测应用服务器构成，数值天气预报下载服务器与互联网连接，并经反向物理隔离装置和数据采集与处理服务器相连，数据采集与处理服务器和功率预测应用服务器分别与预测系统数据库服务器相连接并双向通讯。通过在调度主站端为风电场统一定制数值天气预报，结合风电场功率数据进行风电场调度主站端及电网全网的短期和超短期功率预测，电力调度部门依据功率预测结果可以进行科学决策与分析，同时对大规模并网风电场的运行数据和预测模型进行统一管理。
CN 105939025 A
权 利 要 求 书
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1.一种调度主站端风电功率预测系统，其特征在于，包括数值天气预报下载服务器、反向物理隔离装置、数据采集与处理服务器、预测系统数据库服务器和功率预测应用服务器，
并经反向物理隔离装置和数据采集与处理服务器数值天气预报下载服务器与互联网连接，
相连，数据采集与处理服务器和功率预测应用服务器分别与预测系统数据库服务器相连接并双向通讯；
所述数值天气预报下载服务器用于下载风电场数值天气预报数据；所述数据采集与处理服务器用于获取风电场的数值天气预报数据、实时运行数据以及功率预测系统上报的短期和超短期功率预测数据，并对数值天气预报数据、实时运行数据、短期和超短期功率预测数据进行处理后存入预测系统数据库服务器数据库中；
所述功率预测应用服务器基于预测系统数据库服务器数据库中存储的风电场数值天气预报数据和实时运行数据，实现风电场调度主站端及电网全网的短期和超短期功率预测、功率预测误差计算，并将预测结果和预测误差计算统计结果存入预测系统数据库服务器数据库中。
2.根据权利要求1所述的调度主站端风电功率预测系统，其特征在于：所述数值天气预报下载服务器上部署有数值天气预报下载模块和反向物理隔离装置客户端软件；
所述数值天气预报下载模块通过互联网与气象服务机构连接并定时下载风电场数值天气预报数据；
所述反向物理隔离装置客户端软件将风电场数值天气预报数据以文本文件格式实时单向传输给数据采集与处理服务器。
3.根据权利要求2所述的调度主站端风电功率预测系统，其特征在于：所述数据采集与处理服务器上部署有反向物理隔离装置服务端软件、风电场实时运行数据采集模块、风电场上报预测数据接收模块和数据处理模块；
所述反向物理隔离装置服务端软件接收所述反向物理隔离装置客户端软件发送的风电场数值天气预报数据；
所述风电场实时运行数据采集模块，通过配置与调度SCADA系统数据接口来采集风电场的实时运行数据；
所述风电场上报预测数据接收模块接收风电场功率预测系统上报的短期、超短期功率预测数据；
所述数据处理模块对风电场数值天气预报数据、实时运行数据以及短期、超短期功率预测数据进行处理数据进行处理，对不合理数据和缺测数据进行插补和替代，并将处理后的数据存入预测系统数据库服务器数据库中。
4.根据权利要求3所述的调度主站端风电功率预测系统，其特征在于：所述调度SCADA系统，通过防火墙和数据采集与处理服务器相连；所述风电场功率预测系统，通过纵向加密认证装置经调度数据网和数据采集与处理服务器相连。
5.根据权利要求3所述的调度主站端风电功率预测系统，其特征在于：所述功率预测应用服务器上部署有预测系统参数配置模块、功率预测模块、预测误差计算统计模块和预测系统数据展示模块；
所述预测系统参数配置模块用于对预测系统的运行参数和风电场的基础参数进行配置和维护，并将配置参数存入预测系统数据库服务器数据库中；
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权 利 要 求 书
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所述功率预测模块用于根据风电场基础参数和历史功率数据建立预测模型，基于风电场数值天气预报数据实现光伏电站调度主站端及电网全网的短期和超短期功率预测，同时将预测结果存入预测系统数据库服务器数据库中；
所述预测误差计算统计模块用于对风电场上报的历史短期、超短期功率数据、调度主站端预测的历史短期、超短期功率数据和电网全网的历史短期、超短期功率数据进行准确率、合格率、上报率等误差指标的计算、统计和分析，并将计算统计结果存入预测系统数据库服务器数据库中；
所述预测系统数据展示模块用于对风电场的实测和预测数据及预测误差计算统计结果进行可视化展示，可视化展示方式包括曲线、报表、玫瑰图、柱状图等，同时支持数据查询、导出和打印。
6.根据权利要求1或3或5所述的调度主站端风电功率预测系统，其特征在于：所述预测系统数据库服务器用于存储数据处理模块处理的各类数据、预测系统参数配置模块配置的参数、功率预测模块输出的预测结果和预测误差计算统计模块得到的计算统计结果。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的调度主站端风电功率预测系统，其特征在于：所述服务器均采用Linux安全操作系统。
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说 明 书
一种调度主站端风电功率预测系统
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技术领域
[0001]本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种调度主站端风电功率预测系统。背景技术
[0002]由于风电具有间歇性、波动性、周期性等特点，大规模风电场并网势必会对整个电网的安全稳定经济运行造成巨大影响。对风电场输出功率进行有效的统一的监测和预测，把风电功率纳入电网调度计划编制是保证电网安全稳定经济运行的重要举措之一，对于提高电网接纳风电能力、降低电力系统运行成本具有积极作用。电力调度部门可以依据风电场上报的功率预测结果编制发电计划，但由于各风电场功率预测厂家预测技术及水平良莠不齐，导致上报的功率预测结果有的难以反映风电场的真实发电能力，而且调度部门也难以对其运行数据和预测模型进行有效统一管理。[0003]故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题在于提供一种调度主站端风电功率预测系统，以满足电力调度部门生产运行的需要。[0005]为实现上述发明目的，本发明可采用如下技术方案：[0006]一种调度主站端风电功率预测系统，包括数值天气预报下载服务器、反向物理隔离装置、数据采集与处理服务器、预测系统数据库服务器和功率预测应用服务器，数值天气预报下载服务器与互联网连接，并经反向物理隔离装置和数据采集与处理服务器相连，数据采集与处理服务器和功率预测应用服务器分别与预测系统数据库服务器相连接并双向通讯；
[0007]所述数值天气预报下载服务器用于下载风电场数值天气预报数据；[0008]所述数据采集与处理服务器用于获取风电场的数值天气预报数据、实时运行数据以及功率预测系统上报的短期和超短期功率预测数据，并对数值天气预报数据、实时运行数据、短期和超短期功率预测数据进行处理后存入预测系统数据库服务器数据库中；
[0009]所述功率预测应用服务器基于预测系统数据库服务器数据库中存储的风电场数值天气预报数据和实时运行数据，实现风电场调度主站端及电网全网的短期和超短期功率预测、功率预测误差计算，并将预测结果和预测误差计算统计结果存入预测系统数据库服务器数据库中。
[0010]本发明的有益效果在于：
[0011](1)本发明通过在调度主站端为风电场统一定制数值天气预报，结合风电场功率数据，可实现风电场调度主站端及电网全网的短期和超短期功率预测；
[0012](2)基于本发明电力调度部门不仅可对大规模并网风电场的运行数据和预测模型进行统一管理，还可依据功率预测结果进行科学决策与分析；[0013](3)本发明满足电力二次系统安全防护规定，安全性高，实用性强，具有推广价值。
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说 明 书
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附图说明
[0014]图1为本发明一种调度主站端风电功率预测系统的结构图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。[0016]请参阅图1所示，为一种调度主站端风电功率预测系统的结构图。本发明一种调度主站端风电功率预测系统由数值天气预报下载服务器、反向物理隔离装置、数据采集与处理服务器、预测系统数据库服务器和功率预测应用服务器构成，数值天气预报下载服务器与互联网连接，并经反向物理隔离装置和数据采集与处理服务器相连，数据采集与处理服务器和功率预测应用服务器分别与预测系统数据库服务器相连接并双向通讯。
[0017]数值天气预报下载服务器上部署有数值天气预报下载模块和反向物理隔离装置客户端软件，其中数值天气预报下载模块，通过互联网与专业权威气象服务机构连接，采用ftp方式定时下载风电场数值天气预报数据，包括10米、30米、50米和轮毂高层四个代表高层的风速、风向、温度、相对湿度、气压等要素；反向物理隔离装置客户端软件，将数值天气预报下载模块已下载的风电场数值天气预报数据以文本文件格式实时单向传输给数据采集与处理服务器，从而保证了电网系统的安全。
[0018]数据采集与处理服务器上部署有反向物理隔离装置服务端软件、风电场实时运行数据采集模块、风电场上报预测数据接收模块和数据处理模块，其中反向物理隔离装置服务端软件，接收反向物理隔离装置客户端软件发送的风电场数值天气预报数据；风电场实时运行数据采集模块，通过配置与调度SCADA系统数据接口来采集风电场总有功、风速、风向、温度、相对湿度、气压以及风机运行状态等实时运行数据，调度SCADA系统通过防火墙和数据采集与处理服务器相连；风电场上报预测数据接收模块，支持ftp或IEC102规约方式接收风电场功率预测系统上报的短期、超短期功率预测数据，预测数据支持E语言格式和XML格式，风电场功率预测系统通过纵向加密认证装置经调度数据网和数据采集与处理服务器相连；数据处理模块，对风电场实时运行数据、数值天气预报数据和上报功率预测数据进行处理，对不合理数据和缺测数据进行插补和替代，并将处理后的数据存入预测系统数据库服务器数据库中。
[0019]功率预测应用服务器上部署有预测系统参数配置模块、功率预测模块、预测误差计算统计模块和预测系统数据展示模块，其中预测系统参数配置模块，用于对预测系统的运行参数和风电场的基础参数进行配置和维护，并将配置参数存入预测系统数据库服务器数据库中；功率预测模块，用于根据风电场基础参数和历史功率数据建立预测模型，基于风电场数值天气预报数据实现风电场调度主站端及电网全网的短期和超短期功率预测，同时将预测结果存入预测系统数据库服务器数据库中；预测误差计算统计模块用于对风电场上报的历史短期、超短期功率数据、调度主站端预测的历史短期、超短期功率数据和电网全网的历史短期、超短期功率数据进行准确率、合格率、上报率等误差指标的计算、统计和分析，并将计算统计结果存入预测系统数据库服务器数据库中；预测系统数据展示模块用于对风
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说 明 书
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电场的总有功、风速、风向、温度、相对湿度、气压等实测和预测数据及预测误差计算统计结果进行可视化展示，可视化展示方式包括曲线、报表、玫瑰图、柱状图等，同时支持数据查询、导出和打印。
[0020]预测系统数据库服务器用于存储数据处理模块处理的各类数据、预测系统参数配置模块配置的参数、功率预测模块输出的预测结果和预测误差计算统计模块得到的计算统计结果。
[0021]本发明所使用服务器均采用国产服务器，运行国产Linux安全操作系统。[0022]本发明通过在调度主站端为风电场统一定制数值天气预报，并结合调度SCADA系统采集的风电场功率数据，实现风电场调度主站端及电网全网的短期和超短期功率预测；电力调度部门可以依据风电场上报的功率预测结果或风电场调度主站端功率预测结果或电网全网功率预测结果进行科学决策与分析，同时可以对大规模并网风电场的运行数据和预测模型进行统一管理，从而满足了调度部门生产运行的需要。本发明满足电力二次系统安全防护规定，安全性高，实用性强，具有一定的推广价值。[0023]以上实施例仅是对本发明技术方案的说明，而本发明的保护范围并非局限于此，任何熟悉本专业的人员对本发明的具体实施例进行的修改或等同替换，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
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说 明 书 附 图
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图1
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