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如何分析和解决功率预测系统精度问题

2016-05-17 10:19阅读:
随着我国风力发电的大力发展,电能的大量储存难题一直没有得到很好的解决办法,因此风力发电的并网消纳仍然存在诸多问题。由于风力发电的间歇性、波动性、随机性,并网后对电网会有所影响,因此,做好风力发电的预测是风电并网稳定运行和有效消纳的重要条件。
一、项目前期工作信息不准确
由于风电场一般建在较为偏远的山区,现场工勘会存在一定难度,再加上设计单位与业主的沟通可能会出现偏差,那么最终服务商提供的风电功率预测系统由可能与实际情况出现出入,比如:测风塔数据传输通信方式,一般分为光纤传输和无线电台传输,在风机分布不均匀,并且建塔位置离中控室很远的山区风电场项目中,最好是通过光纤传输来实现测风塔数据的传输,然而有些项目的在初期设计和招标过程中却疏忽了这一点,最终导致系统运行后,测风塔数据时断时续不能满足实时传输的要求,导致测风塔数据的上传率受影响。
场站业主提供的风电场历史数据,也会可能出现数据不全、数据质量差、缺失数据的现象,从而影响风功率预测系统的建模和准确率。
二、测风塔选址
由于测风塔在建设过程中,会碰到征地、施工等难度较大的问题,就会导致往往测风塔选址不能满足“宜在风电场外1~5km范围内且不受风电场尾流效应影响,宜在风电场主导风向的上风向,位置应具有代表性”的要求,因此最终的实时气象数据也会出现偏差,影响预测结果的准确率。
三、功率预测结果的上传通信规约
风电功率预测系统要求具有灵活的通讯接口,支持以太网、RS232和RS485等多种通讯方式,支持国内外众多的标准协议,如:CDT91、Modbus、DL/645、IEC870-5-101/102/103/104等,并可以和风电场升压站后台SCADA系统等建立数据交互,并支持各类标准协议和非标准规约,
可与各地调、省调及风电功率预测集控系统建立数据通讯。
然而部分地区会出现新的、扩展的通讯规约,在双方沟通、联调的沟通中若出现差错,则会影响最终的上传率。
四、硬件设备的稳定性
布置在现场的风电功率预测系统需要有硬件设备做支撑,在系统实时的工作过程中,难免会出现服务器宕机、人工误操作导致网线松动等现象,影响最终的上传率。
五、恶劣天气的影响
想必前段日子的大面积寒潮,大家还没有忘记。低温、大风、雨雪导致的风机停机、测风塔倒塌的现象频频发生:风机停机,信息如果不及时反馈给功率预测服务商,那么此风电场的功率预测模型就不能得到及时调整;测风塔倒塌,实时气象数据传输中断。这两个因素都会影响最终结果的准确率以及上传率。如下图:红色线为测风塔数据,持续为0,然而现场的实际功率数据却不为0。
六、交互场站信息不及时
风电场场站的根据生产需要制定相应的检修计划,由于消纳问题导致的限电停机,风场装机的规模扩大,风场结合其它发电形式(例如风光互补)等原因,都会导致服务商起初建立的场站模型与风场实际情况不符。
风电场工作人员和风电功率预测系统服务商在关于风电场的生产信息方面的交互出现了问题,就会影响最终的准确率。
七、预测结果不一致
所有的功率预测结果都是要上传至调度机构参与考核的。然而调度机构在得到各功率预测服务商从场站上传的功率预测结果的同时,调度机构本身也会有自身的功率预测系统,通过上传的实时气象数据、预测气象数据、实际功率数据等进行功率预测。
这样就会造成场站统计的精度结果和调度机构统计的精度结果不一致。造成这种现象的原因往往是人为因素造成,例如参数(开机容量、实时气象数据、预测气象数据等)设置不一致等。
八、软件性能
各省调度机构根据当地的电力生产特点,也会增加对一些新的数据的需求。例如:理论功率、发电量、发电计划等。界面展示也会有新的要求。例如风速频率的分辨率等。这些都对软件性能的开发有较高的要求,必须要开发及时,并且功能稳定,不能影响正常的功率预测系统运行。
九、数值天气预报
风电功率预测系统要求高分辨率高精度的数值天气预报作为数据依托,对于不同地形、地貌,不同气候特点的区域,在不同季节采用不同的预报模式,并利用同化技术,对常规资料和非常规资料进行同化应用,以此提高数值天气预报的预测精度。因此选择最接近当地气象状况的数值天气预报也是直接影响功率预测结果准确性的重要因素。
十、算法
目前风功率预测系统中采用的算法百家齐鸣、各式各样。针对不同地区、不同气候、不同时段应用合适的算法也是提供功率预测准确率的重要手段之一。
十一、对考核政策的不熟悉
各地调度机构根据实际生产情况会酌情设定免考核天数。在恶劣天气、风场建设改造等特殊情况下,风电场可以申请免考核期。然而有些业主会忽略此项内容,造成不必要的损失。
因此,总的来说,风电功率预测是以风电场的历史功率、历史风速、地形地貌、数值天气预报、风电机组运行状态等数据建立风电场输出功率的预测模型,以风速、功率或数值天气预报数据作为模型的输入,结合风电场机组的设备状态及运行工况,预测风电场未来的有功功率。
那么在实际的现场生产管理过程中,围绕着“准确率”和“上传率”重要的指标,风电功率预测系统究竟会面临哪些问题呢?北京东润环能科技股份有限公司(以下简称“东润环能”)经过各种调研,并成立专业团队走进现场,为解决难题而出动。2014年3月,东润环能设立“风光卫士”售后服务团队体系,将传统的被动服务升级为主动巡检。截止2015年底,累计巡检超过400场次,主动发现并解决问题200多项,提供现场培训千余人次。2016年度一季度,“风光卫士”售后服务团队体系再接再厉,累计巡检超过50家风光电站,累计培训超过100人次,解决设备故障13项,解决网络故障5项,处理扩容问题8项,修正坐标信息2项,协调处理实际功率故障3项。
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