基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著風(fēng)電功率穿透技術(shù)越來越成熟，國家對風(fēng)資源發(fā)展越來越重視，大規(guī)模風(fēng)電 場已逐漸并網(wǎng)；迄今為止，風(fēng)電已經(jīng)成為我國新能源發(fā)電技術(shù)的潮流；然而由于風(fēng)電的大 規(guī)?？焖贌o序投運，電網(wǎng)建設(shè)滯后、電網(wǎng)調(diào)峰能力不足、風(fēng)電出力的不穩(wěn)定性，以及電網(wǎng)中 的快速可調(diào)節(jié)電源容量的限制，造成電網(wǎng)對接納風(fēng)電的能力有限，導(dǎo)致棄風(fēng)情況越來越嚴(yán) 重；
[0003] 由于風(fēng)電的不穩(wěn)定性和隨機(jī)性，造成對風(fēng)電棄風(fēng)電量的統(tǒng)計難度增加，使得棄風(fēng) 電量存在偏差問題，棄風(fēng)電量統(tǒng)計的準(zhǔn)確度將對未來風(fēng)電研發(fā)產(chǎn)生很大影響，不利于風(fēng)電 資源的最優(yōu)化利用；
[0004] 棄風(fēng)電量的統(tǒng)計是做好風(fēng)電和電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)，也是制定風(fēng)電棄風(fēng)原則和規(guī)范的 重要依據(jù)；目前，國內(nèi)棄風(fēng)電量的統(tǒng)計方法主要包括四種：樣板機(jī)法、預(yù)測曲線法、計劃曲 線法、功率曲線法；最常用的方法是樣板機(jī)法，但該法的缺點在于風(fēng)電場樣板機(jī)不易選取， 受風(fēng)電場地理位置和地勢分布的影響，同時總體風(fēng)電機(jī)組出力與樣板機(jī)出力的相關(guān)系數(shù)不 易確定；預(yù)測曲線法，實現(xiàn)起來簡單、方便，但是要求風(fēng)功率預(yù)測的精度較高，預(yù)測曲線法產(chǎn) 生的功率誤差主要受預(yù)測精度影響較大；計劃曲線法，實現(xiàn)起來方便不需要風(fēng)電場提供額 外的信息，成本低，但是對風(fēng)功率預(yù)測精度要求比較高，對計劃人員制定日前發(fā)電計劃要求 比較高，受風(fēng)功率預(yù)測精度和日前計劃的合理性影響，棄風(fēng)電量統(tǒng)計結(jié)果偏差大；功率曲線 法，統(tǒng)計棄風(fēng)電量準(zhǔn)確率比較高，但是實現(xiàn)起來比較復(fù)雜，需要風(fēng)場提供風(fēng)速和功率數(shù)據(jù)， 計算量比較大；
[0005] 因此，尋求一種行之有效的棄風(fēng)電量統(tǒng)計方法已成為現(xiàn)代型電力系統(tǒng)供電公司和 風(fēng)電企業(yè)開展統(tǒng)計工作的一項重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng) 計系統(tǒng)及方法，以達(dá)到解決現(xiàn)有風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計難的問題，并實現(xiàn)電網(wǎng)更合理地調(diào)度 和系統(tǒng)更穩(wěn)定地運行的目的。
[0007] -種基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括實時數(shù)據(jù)采集 裝置和棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器；
[0008] 所述的實時數(shù)據(jù)采集裝置包括測風(fēng)塔和風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，其中，
[0009] 測風(fēng)塔：用于采集風(fēng)電場不同高度的氣象信息，并將所采集的氣象信息發(fā)送至棄 風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器中；
[0010] 所述的風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置：用于采集風(fēng)電場中每個風(fēng)機(jī)的實際出力值，并將各個 風(fēng)機(jī)的實際出力值發(fā)送至棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器中；
[0011] 所述的棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器：用于將風(fēng)電場不同高度的歷史氣象信息作為神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)的輸入，將對應(yīng)的各個風(fēng)機(jī)的歷史出力值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建 每個風(fēng)機(jī)的應(yīng)發(fā)出力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，再根據(jù)統(tǒng)計時刻采集的風(fēng)電場不同高度的實際氣象信 息，獲得每個風(fēng)機(jī)的應(yīng)發(fā)出力值，根據(jù)獲得的應(yīng)發(fā)出力值與實際出力值之差，獲得風(fēng)電場的 棄風(fēng)電量。
[0012] 所述的氣象信息包括風(fēng)速和風(fēng)向。
[0013] 所述的棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器包括棄風(fēng)電量統(tǒng)計模塊和統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫。
[0014] 采用基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計系統(tǒng)進(jìn)行的統(tǒng)計方法，包括以下 步驟：
[0015] 步驟1、采用測風(fēng)塔采集風(fēng)電場不同高度的氣象信息，并將所采集的氣象信息發(fā)送 至棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器中，保存至統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫作為歷史氣象信息；采用風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置 采集風(fēng)電場中每個風(fēng)機(jī)的實際出力值，并將各個風(fēng)機(jī)的實際出力值發(fā)送至棄風(fēng)電量統(tǒng)計服 務(wù)器中，保存至統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫作為歷史出力值；
[0016] 步驟2、從統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫中提取不同高度的歷史氣象數(shù)據(jù)和相應(yīng)的風(fēng)機(jī)歷史出力值， 進(jìn)行歸一化處理；
[0017] 步驟3、將歸一化處理后的風(fēng)電場不同高度的歷史氣象信息作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入， 將歸一化處理后的對應(yīng)的各個風(fēng)機(jī)的歷史出力值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法 構(gòu)建每個風(fēng)機(jī)的應(yīng)發(fā)出力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；
[0018] 步驟4、根據(jù)統(tǒng)計時刻采集的風(fēng)電場不同高度的實際氣象信息，獲得每個風(fēng)機(jī)的應(yīng) 發(fā)出力值；
[0019] 步驟5、根據(jù)獲得的應(yīng)發(fā)出力值與實際出力值之差，將上述差值與時間進(jìn)行積分運 算獲得風(fēng)電場的棄風(fēng)電量。
[0020] 本發(fā)明優(yōu)點：
[0021] 本發(fā)明提出一種基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計系統(tǒng)及方法，在使用 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行風(fēng)功率預(yù)測的基礎(chǔ)上，提出了棄風(fēng)電量統(tǒng)計方法，而且方法簡單、實用，通過 測風(fēng)塔可以獲取不同高度處的風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，同時棄風(fēng)電量統(tǒng)計模塊可以對 實時數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行奇異點標(biāo)定和修正，此外，由于不同的風(fēng)機(jī)輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù) 均有或大或小的差別，所以對每臺風(fēng)機(jī)建立獨立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，可以提高風(fēng)電場應(yīng)發(fā)出 力的計算精度。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明一種實施例的基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)框圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明一種實施例的基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計方法流 程圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明一種實施例的測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)棄風(fēng)電量統(tǒng)計算法示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明一種實施例的基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的棄風(fēng)電量統(tǒng)計方法與傳統(tǒng) 樣板機(jī)棄風(fēng)電量統(tǒng)計方法的結(jié)果對比圖，其中，1表示風(fēng)電場應(yīng)發(fā)出力曲線，2表示風(fēng)電場 實際出力曲線，3表示樣板機(jī)法曲線，4表示測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法曲線。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種實施例做進(jìn)一步說明。
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明實施例中，以大連大北山一天的風(fēng)電場為例，基于測風(fēng)塔神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計系統(tǒng)包括實時數(shù)據(jù)采集裝置和棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器；所述的實 時數(shù)據(jù)采集裝置包括測風(fēng)塔和風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，所述的棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器包括棄風(fēng)電 量統(tǒng)計模塊和統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫；
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明實施例中，本發(fā)明實施例中風(fēng)電場中風(fēng)機(jī)的型號為UP82-1500 和UP96-2000,上述風(fēng)機(jī)自身帶有風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，風(fēng)電場內(nèi)設(shè)置有一個測風(fēng)塔，每個風(fēng) 機(jī)自帶風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，測風(fēng)塔的輸出端、風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置的輸出端連接棄風(fēng)電量統(tǒng) 計服務(wù)器的輸入端，棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器的輸出端連接電網(wǎng)調(diào)度中心；
[0029] 本發(fā)明實施例中，測風(fēng)塔用于采集風(fēng)電場不同高度的氣象信息（風(fēng)速和風(fēng)向），并 將所采集的氣象信息發(fā)送至棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器中；風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置用于采集風(fēng)電場中 每個風(fēng)機(jī)的實際出力值，并將各個風(fēng)機(jī)的實際出力值發(fā)送至棄風(fēng)電量統(tǒng)計服務(wù)器中；棄風(fēng) 電量統(tǒng)計服務(wù)器用于將風(fēng)電場不同高度的歷史氣象信息作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，將對應(yīng)的各 個風(fēng)機(jī)的歷史出力值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建每個風(fēng)機(jī)的應(yīng)發(fā)出力神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，再根據(jù)統(tǒng)計時刻采集的風(fēng)電場不同高度的實際氣象信息，獲得每個風(fēng)機(jī)的應(yīng) 發(fā)出力值，根據(jù)獲得的應(yīng)發(fā)出力值與實際出力值之差，獲得風(fēng)電場的棄風(fēng)電量；
[0030] 本發(fā)明實施例中，基于測風(fēng)塔神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場棄風(fēng)電量統(tǒng)計方法，方