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        風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)研究綜述

        2016-11-24 16:15:40吳偉晴李東陽(yáng)
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年21期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)力風(fēng)電場(chǎng)容量

        吳偉晴,高 陽(yáng),李東陽(yáng)

        (沈陽(yáng)工程學(xué)院,沈陽(yáng) 110136)

        風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)研究綜述

        吳偉晴,高陽(yáng),李東陽(yáng)

        (沈陽(yáng)工程學(xué)院,沈陽(yáng) 110136)

        由于風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量不穩(wěn)定,發(fā)電容量預(yù)測(cè)就變得尤為重要首先本文介紹了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電能力預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀,簡(jiǎn)單的指出當(dāng)前發(fā)電容量預(yù)測(cè)的研究狀況。其次主要介紹在發(fā)電容量預(yù)測(cè)方面存在的問(wèn)題,最后指出發(fā)電容量預(yù)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。本文從多方面對(duì)風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)進(jìn)行論述,希望對(duì)我國(guó)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

        風(fēng)電場(chǎng);發(fā)電容量;預(yù)測(cè)系統(tǒng)

        0 引言

        由于不可再生能源的消耗,各國(guó)積極開(kāi)發(fā)新能源,我國(guó)也高度重視新能源的開(kāi)發(fā)。隨著新能源的不斷開(kāi)發(fā)和利用,風(fēng)能做為一種綠色能源,被大家廣泛應(yīng)用。

        在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,我國(guó)逐漸的擴(kuò)大了并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模。這一發(fā)展態(tài)勢(shì),導(dǎo)致電網(wǎng)受到風(fēng)力發(fā)電的影響越來(lái)越明顯。進(jìn)而增加了風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)營(yíng)成本,為了降低運(yùn)營(yíng)成本,大型風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電能力的預(yù)測(cè)將變得尤為重要[1]。

        1 發(fā)電容量預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀

        1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

        國(guó)外風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)研究的比較早,20世紀(jì)80年代就已經(jīng)開(kāi)始研究。歐洲有許多國(guó)家研究發(fā)電容量預(yù)測(cè),丹麥?zhǔn)亲钤玳_(kāi)發(fā)研究的國(guó)家之一,其開(kāi)發(fā)了很多風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)的系統(tǒng),例如:prediktor系統(tǒng)、WPPT(風(fēng)功率預(yù)測(cè)工具)系統(tǒng)和Zephyr系統(tǒng)等。

        西班牙localpred預(yù)測(cè)系統(tǒng)首先利用高分辨率的中尺度數(shù)值模式MM5數(shù)值預(yù)報(bào)模型,然后通過(guò)統(tǒng)計(jì)模塊(MOS)預(yù)測(cè)風(fēng)速修正,最后通過(guò)歷史數(shù)據(jù)和同一時(shí)期的風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)建立發(fā)電能力預(yù)測(cè)模型的輸出功率。愛(ài)爾蘭與丹麥共同開(kāi)發(fā)的HIRPOM預(yù)測(cè)系統(tǒng),除此之外,西班牙、法國(guó)等國(guó)家都開(kāi)發(fā)了發(fā)電容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)[2]。

        1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

        2005年,我國(guó)風(fēng)電進(jìn)入起步階段,對(duì)風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)只是初步的了解,并進(jìn)行簡(jiǎn)要的研究。直到2007年,風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)才大規(guī)模的開(kāi)展起來(lái)。截至2013年12月,中國(guó)電力科學(xué)研究院(EPRI)已完成20套有關(guān)省電力公司風(fēng)電容量預(yù)測(cè)系統(tǒng),和近200套風(fēng)電場(chǎng)端容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā),對(duì)應(yīng)風(fēng)電裝機(jī)容量超過(guò)6000萬(wàn)千瓦。

        據(jù)統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)幾大功率預(yù)測(cè)服務(wù)商有中國(guó)電科院、天津國(guó)電潔能、北京東潤(rùn)環(huán)能、北京中能電力、上海兆方美迪、北京國(guó)能日新、南京國(guó)電南瑞、北京華軟恒信、華北電力大學(xué)、等等,同時(shí),也有許多國(guó)際企業(yè)在國(guó)內(nèi)提供預(yù)測(cè)服務(wù)。

        2 發(fā)電容量預(yù)測(cè)存在的問(wèn)題

        只有精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)出發(fā)電廠發(fā)電容量,才能保證電力系統(tǒng)可靠的運(yùn)行。發(fā)電容量預(yù)測(cè)為電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性提供了依據(jù),不僅降低了發(fā)電成本,而且增加了風(fēng)電穿透極限。發(fā)電容量預(yù)測(cè)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中十分重要,但是發(fā)電容量預(yù)測(cè)技術(shù)還不夠成熟,還有以下存在的問(wèn)題[3]:

        (1)氣象預(yù)報(bào)不精準(zhǔn)。專(zhuān)業(yè)的氣象預(yù)報(bào)獲取是整個(gè)容量預(yù)測(cè)行業(yè)面臨的難題之一,氣象預(yù)報(bào)直接影響發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電容量預(yù)測(cè)。氣象預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度是功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的精準(zhǔn)度保障的基礎(chǔ)。

        (2)預(yù)測(cè)技術(shù)較落后。由于電站建設(shè)的位置不同,特點(diǎn)不同,對(duì)系統(tǒng)的要求也不同,隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步,對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的要求也會(huì)越來(lái)越高。因此,系統(tǒng)模型需要不斷地優(yōu)化,不斷地更新,并在原有的基礎(chǔ)上探索新的算法。

        (3)系統(tǒng)通信較差。電力相關(guān)行政部門(mén)關(guān)心的是電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性,由于偏遠(yuǎn)的丘陵或沙漠地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量較差,網(wǎng)絡(luò)一旦中斷,天氣預(yù)報(bào)就中斷了,這種情形必然影響預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性。

        3 發(fā)電容量預(yù)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)

        發(fā)電容量預(yù)測(cè)正處于發(fā)展階段,系統(tǒng)建設(shè)和相關(guān)技術(shù)等方面都不夠成熟,未來(lái)的發(fā)展還有待提升。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電廠發(fā)電容量預(yù)測(cè)的發(fā)展還有許多方面需要改進(jìn),我認(rèn)為在今后的風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)方面還需要做以下工作[4],[5]。

        (1)完善風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)側(cè)容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)。風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)側(cè)容量預(yù)測(cè)即對(duì)用戶耗電量的預(yù)測(cè),在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中,最重要的就是保證電力系統(tǒng)的收發(fā)平衡,進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電網(wǎng)履行新能源發(fā)展的責(zé)任體現(xiàn)在電網(wǎng)側(cè)容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)上面。電網(wǎng)側(cè)容量預(yù)測(cè)不僅要對(duì)該區(qū)域的用戶耗電量進(jìn)行預(yù)測(cè),還要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)上報(bào)的結(jié)果進(jìn)行分析研究,以達(dá)到預(yù)測(cè)水平的提高。

        (2)加強(qiáng)發(fā)電容量預(yù)測(cè)相關(guān)技術(shù)的研究。天氣預(yù)報(bào)在容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)中處于重要的位置,應(yīng)該對(duì)天氣預(yù)報(bào)精準(zhǔn)性的提高進(jìn)行研究,并開(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)用于發(fā)電容量預(yù)測(cè)的天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)。還要對(duì)發(fā)電容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)的算法進(jìn)行研發(fā),針對(duì)不同的電站,開(kāi)發(fā)具有針對(duì)性的預(yù)測(cè)算法。

        (3)發(fā)電容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)智能化。對(duì)于數(shù)據(jù)的處理,采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,分析和處理,節(jié)省了人員的配置,工作人員只需要監(jiān)督和運(yùn)行軟件即可。對(duì)于預(yù)測(cè)算法,開(kāi)發(fā)出智能算法應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫(kù)管理中。

        4 總結(jié)

        本文對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電容量預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè),利用準(zhǔn)確的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型,提高了基本數(shù)據(jù)的有效性和完整性,結(jié)合更科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法,建立相應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)管理系統(tǒng),將對(duì)容量預(yù)測(cè)系統(tǒng)帶來(lái)很大的幫助。本文提出了發(fā)電量預(yù)測(cè)的問(wèn)題,針對(duì)這一問(wèn)題,給出了解決該問(wèn)題的方法措施,最后對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了展望,提出了在開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的過(guò)程中還需要進(jìn)一步做的工作。

        [1]高爽,冬雷,高陽(yáng)等.基于粗糙集理論的中長(zhǎng)期風(fēng)速預(yù)測(cè)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2012,32(01):32-37.

        [2]范高鋒,裴哲義,辛耀中.風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)電力,2011,44(06):38-41.

        [3]孫同樂(lè).風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)及最大風(fēng)能追蹤[D].華北電力大學(xué),2014.

        [4]章偉,鄧院昌,魏楨.基于數(shù)據(jù)分層預(yù)處理的短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)研究[J].水電能源科學(xué),2013(11):245-248.

        [5]宋雪楓,馮剛.風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用[J].電氣制造,2012,(06):34.

        10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.164

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