本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行與調(diào)度領域，具體涉及風力發(fā)電功率預測與調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術：
風能是一種對環(huán)境無污染的可再生能源，隨著世界各國對風電產(chǎn)業(yè)的重視，風電在電力生產(chǎn)中的比例越來越大，但由于風電本身所具有的間歇性和不確定性。這個趨勢使得風力發(fā)電對電網(wǎng)的影響越來越明顯。在電力系統(tǒng)中，供電和需求之間必須時刻保持平衡。因此，準確進行短期的風速和風力發(fā)電功率的預測，是提高電力系統(tǒng)運行安全性與經(jīng)濟性的有效手段。
近幾年，國外對風力發(fā)電功率預測進行了大量的研究，丹麥、德國、美國等國家在風力發(fā)電系統(tǒng)中已經(jīng)把風力發(fā)電功率預測作為電網(wǎng)調(diào)度的一個重要參考依據(jù)。我國在風力發(fā)電領域有了快速的發(fā)展，但風力發(fā)電預測技術還處于起步階段，超短期風電功率預測的預報周期還比較長，不能精確的實現(xiàn)對風電場的調(diào)控。因此，及時的對風電功率進行預測，根據(jù)預測結果對風電場做出有效的調(diào)控是目前需要解決的且具有實際應用價值的問題之一。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供風力發(fā)電功率預測與調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法，以克服現(xiàn)有技術的不足。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
風力發(fā)電功率預測與調(diào)控系統(tǒng)，包括用于風力發(fā)電機周圍風力數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)采集設備以及與數(shù)據(jù)采集設備連接的數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)庫服務器連接于預測服務器，預測服務器后端依次連接有調(diào)度站、風力發(fā)電廠和配電臺區(qū)，調(diào)度站包括主控服務器，調(diào)度站和配電臺區(qū)之間還通過其他供電電網(wǎng)接入端口連接，數(shù)據(jù)庫服務器用于數(shù)據(jù)采集設備采集數(shù)據(jù)的儲存，預測服務器用于風力數(shù)據(jù)分析處理并傳送至主控服務器，主控服務器對預測服務器的數(shù)據(jù)進行分析并并利用遠程控制系統(tǒng)對電網(wǎng)進行并網(wǎng)調(diào)控，保證風力發(fā)電廠的電力穩(wěn)定。
進一步的，其中數(shù)據(jù)采集設備包括均勻布置于風力發(fā)電機四周的風速傳感器。
進一步的，其中主控服務器設置于調(diào)度站中。
進一步的，主控服務器與風力發(fā)電廠通過遠動機進行數(shù)據(jù)交換。
進一步的，其中主控服務器包括電能質量監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)測風力發(fā)電廠發(fā)電電能質量以及進行調(diào)控。
進一步的，配電臺區(qū)用于用戶電壓配送輸出。
一種用于風力發(fā)電功率預測與調(diào)控系統(tǒng)的控制方法，具體包括以下步驟：
1)、首先對風力發(fā)電機周圍風力進行動態(tài)網(wǎng)格監(jiān)控；
2)、將風力監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析發(fā)送至主控服務器；
3)、主控服務器通過風力監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結果對風力發(fā)電機發(fā)電進行并網(wǎng)或閉網(wǎng)。
進一步的，步驟1)中，通過在風力發(fā)電機四周均勻設置風力傳感器，通過風力傳感器采集風力發(fā)電機四周的風力動態(tài)監(jiān)測。
進一步的，步驟2)中,通過數(shù)據(jù)庫服務器及預測服務器對風力傳感器采集的風力動態(tài)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)儲存以及數(shù)據(jù)分析，得到預測時間風力發(fā)電機處的風力大小。
進一步的，步驟3)中，當預測時間到達風力發(fā)電機處的風速小于所述風機啟動風速時，由預測服務器將信號傳輸至主控服務器，主控服務器利用遠程控制系統(tǒng)在設定時刻保證其他供電電網(wǎng)接入風力發(fā)電廠供電電網(wǎng)中，保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，再通過配電臺區(qū)對其進行處理達到所需規(guī)定后輸送至用戶；當時間到達風力發(fā)電機處的風速大于所述風機停機風速時，為了保障風機的運行安全，由預測服務器將信號傳輸至主控服務器，主控服務器利用遠程控制系統(tǒng)在預測風速到達時間前關閉所述風力發(fā)電機組，并及時接入其他供電電網(wǎng)。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：
本發(fā)明風力發(fā)電功率預測與調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法，通過數(shù)據(jù)采集設備對風力發(fā)電機四周風力數(shù)據(jù)進行采集，然后通過與數(shù)據(jù)采集設備依次連接的數(shù)據(jù)庫服務器和預測服務器對風力數(shù)據(jù)進行分析，然后將分析后的數(shù)據(jù)通過與預測服務器連接的主控服務器進行分析并利用遠程控制系統(tǒng)對電網(wǎng)進行并網(wǎng)調(diào)控，保證風力發(fā)電廠的電力穩(wěn)定,本系統(tǒng)能夠及時對于風力發(fā)電系統(tǒng)進行調(diào)控，保證風力發(fā)電系統(tǒng)能夠及時穩(wěn)定的并入其他電網(wǎng)，從而解決了風力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)難得問題，為風電廠的大面積推廣提供了技術上的支撐，有利于我國能源結構的優(yōu)化；本系統(tǒng)結構簡單、控制方便快捷。通過對風力發(fā)電機四周進行風力動態(tài)監(jiān)測，從而第一時間對風力發(fā)電機進行并網(wǎng)和閉網(wǎng)控制，保證供電電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，從而保證了風力發(fā)電廠由于風速變化而導致的電網(wǎng)波動，保障用戶正常用電。
附圖說明
圖1為本發(fā)明系統(tǒng)連接示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：
如圖1所示，一種風力發(fā)電功率預測與調(diào)控系統(tǒng)，包括用于風力發(fā)電機周圍風力數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)采集設備以及與數(shù)據(jù)采集設備連接的數(shù)據(jù)庫服務器，預測服務器后依次連接有調(diào)度站、風力發(fā)電廠和配電臺區(qū)，調(diào)度站包括主控服務器，數(shù)據(jù)庫服務器用于數(shù)據(jù)采集設備采集數(shù)據(jù)的儲存，數(shù)據(jù)庫服務器連接于預測服務器，預測服務器用于風力數(shù)據(jù)分析處理并傳送至主控服務器，主控服務器和配電臺區(qū)之間還通過其他供電電網(wǎng)接入端口連接，主控服務器對預測服務器的數(shù)據(jù)進行分析并利用遠程控制系統(tǒng)對電網(wǎng)進行并網(wǎng)調(diào)控，保證風力發(fā)電廠的電力穩(wěn)定，其中數(shù)據(jù)采集設備包括均勻布置于風力發(fā)電機四周的風速傳感器，主控服務器與風力發(fā)電廠通過遠動機進行數(shù)據(jù)交換；其中主控服務器包括電能質量監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)測風力發(fā)電廠發(fā)電電能質量以及進行調(diào)控；配電臺區(qū)用于用戶電壓配送輸出。
其中風力發(fā)電機四周距離0.5-4km均勻設置有多個風速傳感器；
一種風力發(fā)電功率預測與調(diào)控系統(tǒng)的控制方法，具體包括以下步驟：
1)、首先對風力發(fā)電機周圍風力進行動態(tài)網(wǎng)格監(jiān)控；
2)、將風力監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析發(fā)送至主控服務器；
3)、主控服務器通過風力監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結果對風力發(fā)電機發(fā)電進行并網(wǎng)或閉網(wǎng)。
步驟1)中，通過在風力發(fā)電機四周均勻設置風力傳感器，通過風力傳感器采集風力發(fā)電機四周的風力動態(tài)監(jiān)測。
步驟2)中，通過數(shù)據(jù)庫服務器及預測服務器對風力傳感器采集的風力動態(tài)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)儲存以及數(shù)據(jù)分析，得到預測時間風力發(fā)電機處的風力大小，
步驟3)中，當預測時間到達風力發(fā)電機處的風速小于所述風機啟動風速時，由預測服務器將信號傳輸至主控服務器，主控服務器利用遠程控制系統(tǒng)在設定時刻保證其他供電電網(wǎng)接入風力發(fā)電廠供電電網(wǎng)中，保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，再通過配電臺區(qū)對其進行處理達到所需規(guī)定后輸送至用戶；當時間到達風力發(fā)電機處的風速大于所述風機停機風速時，為了保障風機的運行安全，由預測服務器將信號傳輸至主控服務器，主控服務器利用遠程控制系統(tǒng)在預測風速到達時間前關閉所述風力發(fā)電機組，并及時接入其他供電電網(wǎng)。
風速傳感器用于對風力發(fā)電機周圍風場形成一個動態(tài)網(wǎng)格監(jiān)控，將采集的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)庫服務器，然后通過預測服務器算出風力到達風力發(fā)電機處的時間以及風速，從而分析得到風力發(fā)電機在預測時間的發(fā)電功率的大小，當預測時間到達風力發(fā)電機處的風速小于所述風機啟動風速時，由預測服務器將信號傳輸至主控服務器，主控服務器利用遠程控制系統(tǒng)在設定時刻保證其他供電電網(wǎng)接入風力發(fā)電廠供電電網(wǎng)中，保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，再通過配電臺區(qū)對其進行處理達到所需規(guī)定后輸送至用戶；當時間到達風力發(fā)電機處的風速大于所述風機停機風速時，為了保障風機的運行安全，由預測服務器將信號傳輸至主控服務器，主控服務器利用遠程控制系統(tǒng)在預測風速到達時間前關閉所述風力發(fā)電機組，并及時接入其他供電電網(wǎng)，保證供電電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，從而保證了風力發(fā)電廠由于風速變化而導致的電網(wǎng)波動，保障用戶正常用電。風力發(fā)電機啟動風速為3m/s，停機風速為25m/s。
通過數(shù)據(jù)庫服務器及預測服務器對風力傳感器采集的風力動態(tài)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)儲存以及數(shù)據(jù)分析，得到預測時間tmin(t＝2～5)后風力發(fā)電機處的風力大小，當預測時間tmin(t＝2～5)后到達風力發(fā)電機處的風速小于所述風機啟動風速時，由預測服務器將信號傳輸至主控服務器，主控服務器利用遠程控制系統(tǒng)在設定時刻保證其他供電電網(wǎng)接入風力發(fā)電廠供電電網(wǎng)中，保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，再通過配電臺區(qū)對其進行處理達到所需規(guī)定后輸送至用戶；當預測時間tmin(t＝2～5)后到達風力發(fā)電機處的風速大于所述風機停機風速時，為了保障風機的運行安全，由預測服務器將信號傳輸至主控服務器，主控服務器利用遠程控制系統(tǒng)在預測風速到達時間前關閉所述風力發(fā)電機組，并及時接入其它電廠供電電網(wǎng)。