国电南瑞NSF3100风电功率预测系统

国电南瑞NSF3100风电功率预测系统 技术交流国电南瑞科技股份有限公司

目录项目意义技术方案 技术要点

应用业绩 项目实施

项目意义风电输出功率预测系统的意义电网解决风电大规模并网 问题的有效手段

风电场满足风电并网要求 配合电网调度

优化电源组合

提高上网小时数

制定发电计划

争取上网优先权安排检修时间

在线电网调度

技术方案风电输出功率预测的三种主要方法统计与物理 相结合的方法 预报时效几十个小时

统计方法预报时效不超过6小时

物理方法预报时效几十个小时

技术方案三种方法的比较

红线为统计方法 绿线为物理方法 灰线为统计物理 相结合的方法

技术方案-模型原理测风塔实时 数据 测风塔历史 数据

风力预测多时效、多模型

NWP数值 天气预报数 据

风电场、风机 实时工况信息

输出功率预测

测风塔历史 数据

风机历史数据

应用平台人机界面

技术方案-模型原理测风塔BP-ANN 统计模型

风力预测 数值天气预报

精细化释用

评估 与 优化

超 短 风能 期

线损、地形、尾流效应等外部因素影响 (片区建模技术)

能量转化 统计

短 期电能

风电功率预测结果

技术方案-网省级系统结构风电功率预测系统Web服务器 数据库服务器 应用服务器 PC工作站

数据采集 服务器

交换机 安全II区

数值天 气预报

数值天气 预报数据

反向隔离装置

纵向加密装置

防火墙

路由器1 OK RXD INTERNET TXD 1 2 3 4 RXD COMPUTERS TXD

各风电场功 率数据或测 风塔数据

Cisco 800 SERIES

安全I区 EMS能量 管理系统子站风功率预 测结果数据或 测风塔数据 子站风功率预 测结果数据或 测风塔数据

网省级系统架构

安全II区 风电场预 测子站1

安全II区 风电场预 测子站2

技术方案-场站级系统结构风功率预测系统Web服务器 测风塔测风塔 数据

数据库服务器

应用服务器

PC工作站

数据采集 服务器 交换机 安全II区

数值天气 预报数据

调度中心 安全II区 反向隔离装置 防火墙 纵向加密装置

数值天 气预报

光纤

路由器

以太网转 光纤设备

场站级系统架构

风电场监控 系统安全I区

技术方案-系统配置预测系统应用软件序号 1 2 数值天气预报下载软件 软 件 名 称 WEB功率预测应用平台软件

3 4 5

风电场数据接入软件 短期功率预测软件 超短期功率预测软件

预测系统硬件配置序号 1 2 3 4 数据库服务器 通信服务器 应用服务器 下载工作站 硬 件 名 称

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二次安全防护隔离装置实时气象数据采集系统(风电场)

技术要点1 2 3 4 测风塔实时气象数据采集

数值天气预报释用技术应用预测模型算法

应用软件平台 模型校正技术

5

技术要点-实时气象数据采集 测风塔实时气象数据采集系统的作用12 3 4 5

真实、实时地反映风电场区域气象状况实现风电场输出功率超短期预测

分析风廓线、湍流系数等与动量下传相关参数为误差分析及模型修订提供关键数据源

为弃风限电评估提供关键数据源

NARI具备自主研发符合风电功率预测系统需求的实时气象数据采集系统 的能力，并在福建、甘肃酒泉等地区有多个系统的成功运行案例。

技术要点-实时气象数据采集预测系统对测风塔的要求：位置：主迎风方向上距风电场2-3Km处。数量：根据风电场区域大小和装机容量确定。 用途：为预测系统提供实时气象数据。

采集：每5分钟1报，采用无线/有线通信方式发送至预测系统。

风电场原有测风塔现状：位置：以区域中心或风能较好位置居多，风电场建好后风机的尾流可能会 影响原有测风塔的测量结果，需评估其现有位置是否满足预测系统要求。

数量：风电场在建站前期都建有数量不等的测风塔。用途：区域风能资源评估。 采集：每天定时1报，电邮发送至中心站。原有采集系统不满足预测系统

要求，需改造。

技术要点-实时气象数据采集福建漳浦六鳌风电场测风塔 实时气象数据采集系统

气象要素： 风速、风向、 温度、湿度、气压等 高度 :10/30/70米和轮毂 高度

技术要点-实时气象数据采集 超短期预测不同数据源技术特点对比测风塔风速 机头风速 全场功率

1.有效地监测风能资源，并将 气象条件的变化实时地反映给 超短期预测模型。 2.可监测整个风机捕获的截面 的风能情况。 1.受到风机尾流的影响，其 数据质量和可用性存在质疑。 1.仅使用全场功率进行超 短期预测，没有大气状况 2.机头在不停旋转，无风向 变化的跟踪，难以预测突 信息。 发性天气变化对风电功率 影响，而此况的超短期预 3.与风机厂商，尤其是国外 测对电网的安全至关重要。 风机厂商的协调工作困难。

3.可监测边界层以及风廓线参 数，用于数值天气预报建模。4.进行模型修订的重要数据基 础。

技术要点-数值天气预报释用技术

实况加密观测应用数据类型 常规观测 频率 1h

机场地面船舶观测 浮标

1h1h 1h

自动站飞机观测 探空

1h(5min)1h 12h

小球测风雷达(反射率) FY2C红外和可见光 (辐射率)

12h1h(6min)

1h(30min)