一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，該裝置包括分別與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊(5)輸入端相連的EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(1)和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(2)；所述數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊(5)輸出端和所述調(diào)度指令解析模塊(4)輸出端分別與數(shù)據(jù)庫模塊(6)輸入端相連；所述調(diào)度指令解析模塊(4)輸入端連接風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(3)；所述數(shù)據(jù)庫模塊(6)輸出端連接多元回歸模塊(7)輸入端，所述數(shù)據(jù)庫模塊（6）輸出端和所述多元回歸模塊(7)輸出端分別連接棄風(fēng)功率計(jì)算模塊(8)輸入端。該裝置提高了棄風(fēng)功率評估的準(zhǔn)確性，為風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測精度評價(jià)和含運(yùn)行控制的風(fēng)電運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)提供依據(jù)。
【專利說明】—種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)電發(fā)配電【技術(shù)領(lǐng)域】的評估裝置，具體講涉及一種適用于電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)和風(fēng)力發(fā)電企業(yè)的棄風(fēng)功率評估裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國風(fēng)能開發(fā)與利用的步伐不斷加快，大規(guī)模風(fēng)電接入對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生的影響逐步凸顯。同時(shí)，由于我國風(fēng)能資源分布的地域性特點(diǎn)及其與負(fù)荷分布的顯著差異，使得風(fēng)電全額保障性收購在技術(shù)上存在一定障礙。
[0003]所謂棄風(fēng)，是指在風(fēng)電發(fā)展初期，風(fēng)機(jī)處于正常情況下，由于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接納能力不足、風(fēng)電場建設(shè)工期不匹配和風(fēng)電不穩(wěn)定等自身特點(diǎn)導(dǎo)致的部分風(fēng)電場風(fēng)機(jī)暫停的現(xiàn)象。棄風(fēng)情況下風(fēng)電場的功率損失評估對棄風(fēng)功率調(diào)研分析工作的快捷實(shí)施及棄風(fēng)功率的合理量化起著重要作用。目前，風(fēng)電行業(yè)對棄風(fēng)情況下風(fēng)電場的功率損失評估尚未形成標(biāo)準(zhǔn)，已有的評估裝置及方法多為試驗(yàn)性，尚無成熟性廣泛應(yīng)用，所獲得的棄風(fēng)功率評估數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高，無法更好的對風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測精度評價(jià)和含運(yùn)行控制的風(fēng)電運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，提高棄風(fēng)功率評估的準(zhǔn)確性，為風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測精度評價(jià)和含運(yùn)行控制的風(fēng)電運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)提供依據(jù)。
[0005]本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，其改進(jìn)之處在于:所述裝置包括分別與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊5輸入端相連的EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 I和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2 ；所述數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊5輸出端和所述調(diào)度指令解析模塊4輸出端分別與數(shù)據(jù)庫模塊6輸入端相連；所述調(diào)度指令解析模塊4輸入端連接風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3 ;所述數(shù)據(jù)庫模塊6輸出端連接多元回歸模塊7輸入端，所述數(shù)據(jù)庫模塊6輸出端和所述多元回歸模塊7輸出端分別連接棄風(fēng)功率計(jì)算模塊8輸入端。
[0007]所述EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 I輸入端與風(fēng)電場升壓站監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動(dòng)裝置連接；所述SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2輸入端和所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3輸入端分別連接風(fēng)電場單個(gè)風(fēng)機(jī)。
[0008]所述EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 1、所述SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2和所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(3)連入同一風(fēng)電場。
[0009]所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。
[0010]所述多元回歸模塊7采用多元回歸計(jì)算器。
[0011]所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3輸入端通過網(wǎng)絡(luò)接口連接所述SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2輸出端。[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是:
[0013]1、本實(shí)用新型以風(fēng)電場樣本風(fēng)機(jī)實(shí)測功率為基礎(chǔ)，通過比較受控時(shí)段風(fēng)電場實(shí)測功率，對該受控期的棄風(fēng)功率進(jìn)行定量計(jì)算，數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，結(jié)果更真實(shí)；提高了棄風(fēng)功率評估的準(zhǔn)確性，為風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測精度評價(jià)和含運(yùn)行控制的風(fēng)電運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)提供依據(jù)。
[0014]2、本實(shí)用新型為能源管理部門、電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)和風(fēng)電場進(jìn)行的棄風(fēng)功率、棄風(fēng)電量估算工作提供參考，也可作為受控時(shí)段的風(fēng)電場風(fēng)電功率預(yù)測精度考評提供可靠的考評基準(zhǔn)。
[0015]3、本實(shí)用新型通過借助專用的電力系統(tǒng)通信接口設(shè)備實(shí)現(xiàn)裝置應(yīng)用信息的自動(dòng)采集，借助處理單元對上述信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的邏輯運(yùn)算，輸出風(fēng)電場出力受控時(shí)段的棄風(fēng)功率估值，數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確。
[0016]4、本實(shí)用新型導(dǎo)入裝置的歷史數(shù)據(jù)可自動(dòng)驅(qū)動(dòng)多元回歸模塊，進(jìn)行樣本機(jī)篩選和基于樣本機(jī)的風(fēng)電場理論出力計(jì)算模型校驗(yàn)，并在校驗(yàn)結(jié)果滿足應(yīng)用條件的前提下保存模型文件。
[0017]5、本實(shí)用新型利用數(shù)據(jù)庫模塊接口開放裝置運(yùn)行狀態(tài)、校驗(yàn)過程信息及最終計(jì)算結(jié)果等多類數(shù)據(jù)信息。
[0018]6、本實(shí)用新型僅對風(fēng)電場受控時(shí)段的功率損失進(jìn)行估計(jì)，因涉及風(fēng)電場實(shí)時(shí)功率是否執(zhí)行指令限值，裝置設(shè)計(jì)中包含了相關(guān)閾值設(shè)置功能，即除通信接口設(shè)備外，裝置也支持手動(dòng)信息的輸入。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是棄風(fēng)功率評估裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0020]1-EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 ；2_SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 ；3_風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 ；4-調(diào)度指令解析模塊；5_數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊；6_數(shù)據(jù)庫模塊；7_多元回歸模塊；8_棄風(fēng)功率計(jì)算模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，圖1為棄風(fēng)功率評估裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0023]本實(shí)用新型的棄風(fēng)功率評估裝置包括EMS系統(tǒng)(電網(wǎng)能量管理系統(tǒng))數(shù)據(jù)接口 1、SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2、風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3、多元回歸模塊7、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊
5、調(diào)度指令解析模塊4、棄風(fēng)功率計(jì)算模塊8、數(shù)據(jù)庫模塊6。
[0024]EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 I和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2輸出端分別與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊5的輸入端相連，風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3輸出端與調(diào)度指令解析模塊4的輸入端相連，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊5和調(diào)度指令解析模塊4輸出端分別與數(shù)據(jù)庫模塊6的輸入端相連，數(shù)據(jù)庫模塊6的輸出端分別連接多元回歸模塊7和棄風(fēng)功率計(jì)算模塊8的輸入端，多元回歸模塊7的輸出端與棄風(fēng)功率計(jì)算模塊8的輸入端相連。風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3輸入端通過網(wǎng)絡(luò)接口連接所述SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2輸出端。
[0025]EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 I輸入端與風(fēng)電場升壓站監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動(dòng)裝置連接；SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2輸入端和風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3輸入端分別連接風(fēng)電場單個(gè)風(fēng)機(jī)。EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 1、SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2和風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3連入同一風(fēng)電場。風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2接收數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)更新。多元回歸模塊7采用多元回歸計(jì)算器。
[0026]所述EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 I，用于獲取風(fēng)電廠的發(fā)電總功率；所述SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2，用于獲取風(fēng)電場單個(gè)風(fēng)機(jī)的發(fā)電功率；所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3，用于管理風(fēng)機(jī)信息，所述信息包括風(fēng)機(jī)編號、風(fēng)機(jī)位置和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2獲取的單個(gè)風(fēng)機(jī)功率值；所述調(diào)度指令解析模塊4，用于篩除受調(diào)度指令影響和故障檢修影響的風(fēng)機(jī)；所述數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊5，用于分析篩選EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 I和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2的功率值，篩除過高或過低等不合理值；所述數(shù)據(jù)庫模塊6，用于合成并存儲(chǔ)風(fēng)機(jī)歷史數(shù)據(jù)矩陣；所述多元回歸模塊7，用于篩選樣本機(jī)并計(jì)算風(fēng)機(jī)理論出力功率；所述棄風(fēng)功率計(jì)算模塊8，用于獲得棄風(fēng)功率。
[0027]本實(shí)用新型還提供了基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估方法，具體包括下述步驟:
[0028]DSCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2和風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3分別采集所述風(fēng)電場的發(fā)電總功率值和單個(gè)風(fēng)機(jī)的發(fā)電功率值，并對風(fēng)電場風(fēng)機(jī)實(shí)測功率進(jìn)行整編，篩除受調(diào)度指令影響、風(fēng)機(jī)故障檢修影響的數(shù)據(jù)，根據(jù)風(fēng)機(jī)臺數(shù)、整編后的風(fēng)機(jī)歷史功率樣本數(shù)量形成風(fēng)機(jī)歷史功率數(shù)據(jù)矩陣并存入數(shù)據(jù)庫。
[0029]風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3，并網(wǎng)前，獲得風(fēng)機(jī)的基本信息主要包括:風(fēng)機(jī)編號、位置；并網(wǎng)后，可獲得SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 2獲得的風(fēng)機(jī)發(fā)電功率。裝置具備分析結(jié)果(含風(fēng)機(jī)編號、棄風(fēng)功率數(shù)據(jù)等)的E文本編輯功能，風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3支持電力系統(tǒng)電能量累計(jì)量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn)(102規(guī)約)。
[0030]2)調(diào)度指令解析模塊4篩選風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3的風(fēng)機(jī)信息，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊5篩選所述發(fā)電總功率值和發(fā)電功率值。
[0031]其中，調(diào)度指令解析模塊4篩選的規(guī)則如下:
[0032]有調(diào)度限電指令發(fā)布，且限電值不為O (O表示不限電);風(fēng)電場對應(yīng)時(shí)段的實(shí)測功率介于限電指令要求值的80%-120%，未嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度指令時(shí)不視為出力受控；由樣本風(fēng)機(jī)還原的理論功率值大于等于對應(yīng)時(shí)段的實(shí)測功率。通過接入調(diào)度指令歷史數(shù)據(jù)，借助上述規(guī)則劃分受控時(shí)段和非受控時(shí)段。
[0033]數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊5篩選的規(guī)則如下:
[0034]功率、電量數(shù)據(jù)小于O的情況,賦值為O ;樣本機(jī)小時(shí)電量小于或等于風(fēng)電場最大小時(shí)電量與樣本機(jī)裝機(jī)占比的積，超過閾值的數(shù)據(jù)以閾值進(jìn)行賦值；實(shí)測功率小于或等于裝機(jī)容量，超過閾值的數(shù)據(jù)以閾值進(jìn)行賦值；缺值插補(bǔ)，但在缺值時(shí)段的持續(xù)時(shí)間超過30min的情況下裝置不進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。
[0035]3)以數(shù)據(jù)庫中的風(fēng)機(jī)歷史功率數(shù)據(jù)矩陣為輸入，利用多元線性回歸模塊，進(jìn)行風(fēng)電場樣本風(fēng)機(jī)篩選，并將樣本風(fēng)機(jī)編號通過風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 3反饋給電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，由電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)督促風(fēng)電場加強(qiáng)樣本機(jī)的管理和維護(hù)，降低樣本機(jī)的故障頻次，保證樣本機(jī)在有調(diào)度指令下發(fā)情況的自然狀態(tài)運(yùn)行。
[0036]其中，多元線性回歸模塊的工作原理為:[0037]首先應(yīng)用風(fēng)機(jī)歷史功率數(shù)據(jù)的線性相關(guān)系數(shù)矩陣，依據(jù)風(fēng)機(jī)間實(shí)測功率的相關(guān)性對風(fēng)電場進(jìn)行區(qū)劃，建立各個(gè)風(fēng)機(jī)群組。
[0038]假設(shè)非受控條件風(fēng)電場各組實(shí)測功率y與該風(fēng)電場各臺風(fēng)機(jī)實(shí)測功率X1, X2,…，Xk之間服從如下關(guān)系:
[0039]y = h0+hlxl+h2x2+...+bkxk+u(I)
[0040]對因變量y及解釋變量Xl，X2,…，Xk累計(jì)一定量的實(shí)際測量結(jié)果后，所得到η組觀測樣本(yt，xlt, x2t,…，xkt) (t=l,2,...,η)將滿足如下關(guān)系:
[0041]yt = b0+b1xlt+b2x2t+—+bkxkt+ut(2)
[0042]通過解釋變量的縮減確定樣本機(jī)編號，并對回歸模型統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)采用F檢驗(yàn)方法確定各群組的多元(含一元)回歸模型，并將該模型保存為參數(shù)文件。
[0043]如:某風(fēng)電場共有風(fēng)機(jī)5臺，其中I號風(fēng)機(jī)與風(fēng)電場總出力線性相關(guān)性最強(qiáng)，且滿足一元線性回歸方程y=ax+b，其中y為t時(shí)刻風(fēng)電場功率，x為t時(shí)刻I號風(fēng)機(jī)出力。SP，僅對I號風(fēng)機(jī)進(jìn)行觀察，能夠?qū)崿F(xiàn)全場風(fēng)電出力的可靠估算。
[0044]4)棄風(fēng)功率計(jì)算模塊8調(diào)用風(fēng)機(jī)群組回歸模型，輸入樣本風(fēng)機(jī)功率，并根據(jù)風(fēng)電場風(fēng)機(jī)群組區(qū)劃情況，對棄風(fēng)功率計(jì)算值進(jìn)行合成，得到該受控時(shí)段的風(fēng)電場理論輸出功率；對比同時(shí)段受控條件下的風(fēng)電場實(shí)測功率，得到風(fēng)電場棄風(fēng)功率評估值。
[0045]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用于說明本申請的技術(shù)方案而非對其保護(hù)范圍的限制，盡管參照上述實(shí)施例對本申請進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請后依然可對申請的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行種種變更、修改或者等同替換，這些變更、修改或者等同替換，均在申請待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，其特征在于:所述裝置包括分別與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊(5)輸入端相連的EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(I)和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(2)；所述數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊(5)輸出端和所述調(diào)度指令解析模塊(4)輸出端分別與數(shù)據(jù)庫模塊(6)輸入端相連；所述調(diào)度指令解析模塊(4)輸入端連接風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(3)；所述數(shù)據(jù)庫模塊(6)輸出端連接多元回歸模塊(7)輸入端，所述數(shù)據(jù)庫模塊(6)輸出端和所述多元回歸模塊(7)輸出端分別連接棄風(fēng)功率計(jì)算模塊(8)輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，其特征在于:所述EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(I)輸入端與風(fēng)電場升壓站監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動(dòng)裝置連接；所述SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(2)輸入端和所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(3)輸入端分別連接風(fēng)電場單個(gè)風(fēng)機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，其特征在于:所述EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(I)、所述SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(2)和所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(3)連入同一風(fēng)電場。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，其特征在于:所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(3)和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，其特征在于:所述多元回歸模塊(7)采用多元回歸計(jì)算器。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于風(fēng)電場樣本機(jī)功率的棄風(fēng)功率評估裝置，其特征在于:所述風(fēng)電綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(3)輸入端通過網(wǎng)絡(luò)接口連接所述SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口 (2)輸出端。
【文檔編號】G06Q50/06GK203573360SQ201320402073
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】崔方, 馬新, 趙宇民, 張曉天, 李智明, 丁杰, 周海, 曹瀟, 譚志萍, 程序, 王知嘉, 丁宇宇 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院