專利名稱：一種風電優化調度計劃系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及新能源發電領域，具體涉及一種風電優化調度計劃系統。
技術背景電力系統是復雜的動態能量系統，本質上要求發電與負荷需求必須時刻保持平衡，從而確保電網的安全穩定運行。但風力發電具有間歇性、隨機性和波動性特點，系統中常規電源必須像跟蹤負荷一樣，對風電波動做出跟蹤調整。在風電穿透功率較小時，風電波動對電力系統調度運行的影響也較小，系統中常規電源能夠針對風電波動有效進行跟蹤調整；當風電穿透功率較大時，風電的大幅度快速波動將對電網安全穩定運行產生很大影響，系統中必須留有足夠的備用電源和調峰容量， 以確保風電出力不足時能夠正常向用戶供電。在風電出力較大時，通過機組深度調峰或啟停調峰方式來維持系統功率平衡，因此，大規模風電并網運行在節約燃料成本、減少環境污染的同時，也需要電力系統額外配置備用容量來抵御大規模風電出力的波動，頻繁的機組深度調峰和啟停調峰也將增加常規電源的發電煤耗和系統運行成本。因為風能資源分布特性使得大部分風電場建設較為集中，隨著風電并網容量的持續快速增長，大規模風電并網對電網調度運行的影響日益凸顯，傳統方式制定的調度計劃由于未有效將風電納入考慮，已難以支撐大規模風電并網后的電網調度應用
實用新型內容
針對現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種風電優化調度計劃系統， 將風電納入到電網調度計劃的制定，有效確保電網的安全穩定運行，提升了風電調度運行水平和接納能力。本實用新型提供的一種風電優化調度計劃系統，所述系統包括網絡交換機、聯絡線計劃服務器、負荷預測服務器、短期風功率預測服務器、能量管理系統EMS數據庫、常規電廠調度計劃系統服務器、風電場集控系統和常規電廠控制系統；所述網絡交換機分別與所述聯絡線計劃服務器、所述負荷預測服務器、所述短期風功率預測服務器、所述常規電廠調度計劃系統服務器和所述能量管理系統數據庫通過網線連接；其改進之處在于，所述網絡交換機與風電調度計劃系統服務器相連并依次與中長期風電功率預測服務器、反向隔離單元和數值天氣預報服務器相連；所述能量管理系統EMS數據庫分別與所述風電場集控系統和所述常規電廠控制系統連接。本實用新型提供的第一優選方案的系統，其改進之處在于，將所述系統中加入安全校核服務器，所述能量管理系統EMS數據庫與所述安全校核服務器連接。本實用新型提供的第二優選方案的系統，其改進之處在于，所述反向隔離單元為物理隔離單元。本實用新型提供的第三優選方案的系統，其改進之處在于，所述網絡交換機通過網線依次與所述中長期風電功率預測服務器、所述反向隔離單元和所述數值天氣預報服務器相連；所述網絡交換機通過網線與所述常規電廠調度計劃系統服務器和所述風電調度計劃系統服務器相連。本實用新型提供的第四優選方案的系統，其改進之處在于，所述聯絡線計劃服務器、所述負荷預測服務器、所述短期風功率預測服務器、所述數值天氣預報服務器、所述中長期風電功率預測服務器、所述常規電廠調度計劃系統服務器和所述風電調度計劃系統服務器分別設有ARM處理器。本實用新型提供的第五優選方案的系統，其改進之處在于，所述聯絡線計劃服務器、所述負荷預測服務器、所述短期風功率預測服務器、所述數值天氣預報服務器、所述中長期風電功率預測服務器、所述常規電廠調度計劃系統服務器和所述風電調度計劃系統服務器均放在機柜上。本實用新型提供的第六優選方案的系統，其改進之處在于，所述網絡交換機通過網線連接工程師工作站。與現有技術比，本實用新型的有益效果為1.本實用新型綜合考慮了中長期與短期風電功率預測結果，并統籌考慮負荷預測結果、聯絡線計劃、機組運行約束和電網安全穩定限制等邊界條件，精細化將風電納入到了電網調度計劃制定，增強了大規模風電并網的調度運行水平。2.本實用新型以風電優先接納為原則，增強了電網的風電接納能力，符合節能發電調度的理念。3.本實用新型采用反向隔離單元，用物理隔離設備進行安全隔離，符合電力二次系統安全防護規定的要求，建立了風電場與調度中心的發電計劃通信通道，確保了計劃的有效執行以及系統安全穩定運行。4.本實用新型風電調度計劃系統服務器與常規電廠調度計劃系統服務器通過網絡交換機相連，在不改變現常規電廠調度計劃系統的基礎上，協調了風電與常規電廠的調度。5.本實用新型中加入風電調度計劃系統服務器，在硬件配置上，與調度自動化系統數據庫之間通信快捷順暢，接口齊全、格式規范，終端頁面美觀友好，易于操作，響應速度不超過1秒鐘，滿足電網公司的安全規定。對促進我國大規模風電發展具有重要的理論指導作用和工程實用價值。

圖1為本實用新型提供的風電優化調度計劃系統硬件結構框圖。圖2為本實用新型提供的中長期時間尺度風電功率預測結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細說明。如圖1所示，風電優化調度計劃系統包括網絡交換機、聯絡線計劃服務器、負荷預測服務器、短期風功率預測服務器、能量管理系統EMS數據庫、常規電廠調度計劃系統服務器、風電場集控系統和常規電廠控制系統；網絡交換機分別連接所述聯絡線計劃服務器、負荷預測服務器、常規電廠調度計劃系統服務器、短期風功率預測服務器和能量管理系統數據庫；本實施例在上述的情況下，還加入了數值天氣預報服務器、反向隔離單元、中長期風電功率預測服務器、風電調度計劃系統服務器。網絡交換機與常規電廠調度計劃系統服務器、風電調度計劃系統服務器相連并依次與中長期風電功率預測服務器、反向隔離單元和數值天氣預報服務器相連；能量管理系統EMS數據庫分別與風電場集控系統和常規電廠控制系統連接。這樣就構成一個新的風電優化調度計劃系統。本實施例還將風電調度計劃系統服務器通過網絡交換機與工程師工作站連接，融入了可實時交互的人機界面接口，能夠滿足電網調度機構的實際需要，確保了調度計劃制定的合理性與有效性。本實施例的技術路線為綜合考慮電力二次系統安全防護的要求，建立中長期風電功率預測模塊，并結合短期風電功率預測結果、負荷預測結果、聯絡線計劃，從EMS系統獲取系統初始運行狀態、機組運行限制、電網潮流穩定約束等邊界條件，優化計算得到未來一天的系統調度運行方式，制定常規機組和風電的調度計劃，通過電力調度通信系統向各常規電廠和風電場發布執行。本實施例的各個服務器的基本功能為(1)數值天氣預報服務器，為本實施例的改進點從hternet下載并處理中長期數值天氣預報原始數據，處理后的數據傳給反向隔離單元；(2)反向隔離單元，為本實施例的改進點隔離hternet網與調度自動化網，采用此隔離裝置后，Internet網與電力調度通信網隔離，將hternet網的不安全數據轉換為電力調度通信網的安全防護數據，這樣使得系統滿足電力二次系統安全防護要求。(3)中長期風電功率預測服務器，為本實施例的改進點，如圖2所示以數值天氣預報數據、風電場發電功率歷史數據和電網調度系統接口數據為輸入，采用建立的統計預測算法軟件預測未來7天的中長期時間尺度風電功率預測，其中預測結果為電網調度范圍內的風電總出力。自動預測，根據調度計劃制定時間需求，每日定時更新預測結果；提供第 2日到第8日負荷尖峰時段的風電總出力；根據風電場裝機容量及所屬區域，預測系統可自動升級。(4)能量管理系統EMS數據庫采集管理電網基礎數據，包括電網元件測量參數， 風電場集控系統和常規電廠控制系統數據；其中在EMS數據庫中嵌入了防火墻和調度數據網，防火墻用來隔離II區網絡與I區網絡，區分實時運行區和非實時運行區，保證實時運行安全；調度數據網作為調度中心與風電場、常規電廠控制系統之間的通信鏈路。(5)安全校核服務器安全校核機組計劃、風電場計劃，并返回校核后的計劃結
^ ο(6)風電場集控系統和常規電廠控制系統通過調度數據網，各機組96點計劃曲線下發到各機組控制系統執行，各風電場96點計劃曲線及運行范圍下發各風電場集控系統執行。(7)常規電廠調度計劃系統服務器，為本實施例的改進點首先依據中長期風電功率預測服務器、負荷預測服務器和聯絡線計劃服務器提供的數據，以滿足次日尖峰負荷和備用需求為原則優化計算次日開機容量，考慮未來7天峰值負荷時段的風電出力變化，以全網7天綜合運行總成本最低為優化目標，滾動優化未來七天的開機方式，計算次日常規電廠的優化啟停容量。并根據優化啟停機容量，綜合考慮常規機組的容量情況、電量完成情況、煤耗特性、污染排放等指標，優化計算得到常規機組啟停組合方式。根據風電調度計劃系統服務器返回的風電總計劃結果，最后優化編制常規機組96點曲線優化包括啟停機組計劃曲線、非優化機組計劃曲線、優化機組計劃曲線和風電場計劃曲線。啟停機組計劃曲線非優化機組計劃曲線通過人機交互頁面選取設定；優化機組計劃曲線根據各機組煤耗特性或電量完成率來優化制定，滿足電網調度機構“三公調度”或“節能調度”的實際應用需要。(8)風電調度計劃系統服務器，為本實施例的改進點根據常規電廠調度計劃系統服務器提供的全網調峰能力，和電網安全穩定運行限制，計算次日全網風電96點最大接納空間；針對全網調峰容量不足時段所引起的風電出力受限情況，提供聯絡線調整申請接口，向網調申請聯絡線送出，申請建議為滿足全省調峰通過的聯絡線總出力；再次，針對調峰受限時段的風電場出力，綜合考慮各風電場的預測出力趨勢，以全網風電受限電量最小為目標對風電場出力進行優化分配，分配原則依據各風電場的受限輪次序位；最后優化編制風電場96點計劃曲線。風電場96點計劃曲線根據風電非受限時段的各風電場預測值及預測誤差(士 ο MW)、以及受限時段的各風電場輸出功率優化分配結果來制定。因此，本實施例遵循了 “理論分析-仿真分析-試驗驗證”的研究路線，從而確保了所建立的調度計劃系統及測試結果的合理性與有效性。最后應該說明的是結合上述實施例僅說明本實用新型的技術方案而非對其限制。所屬領域的普通技術人員應當理解到本領域技術人員可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請待批的權利要求保護范圍之中。
權利要求1.一種風電優化調度計劃系統，所述系統包括網絡交換機、聯絡線計劃服務器、負荷預測服務器、短期風功率預測服務器、能量管理系統EMS數據庫、常規電廠調度計劃系統服務器、風電場集控系統和常規電廠控制系統；所述網絡交換機分別與所述聯絡線計劃服務器、 所述負荷預測服務器、所述短期風功率預測服務器、所述常規電廠調度計劃系統服務器和所述能量管理系統數據庫通過網線連接；其特征在于，所述網絡交換機與風電調度計劃系統服務器相連并依次與中長期風電功率預測服務器、反向隔離單元和數值天氣預報服務器相連；所述能量管理系統EMS數據庫分別與所述風電場集控系統和所述常規電廠控制系統連接。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，將所述系統中加入安全校核服務器，所述能量管理系統EMS數據庫與所述安全校核服務器連接。
3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述反向隔離單元為物理隔離單元。
4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述網絡交換機通過網線依次與所述中長期風電功率預測服務器、所述反向隔離單元和所述數值天氣預報服務器相連；所述網絡交換機通過網線與所述常規電廠調度計劃系統服務器和所述風電調度計劃系統服務器相連。
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述聯絡線計劃服務器、所述負荷預測服務器、所述短期風功率預測服務器、所述數值天氣預報服務器、所述中長期風電功率預測服務器、所述常規電廠調度計劃系統服務器和所述風電調度計劃系統服務器分別設有ARM處理ο
6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述聯絡線計劃服務器、所述負荷預測服務器、所述短期風功率預測服務器、所述數值天氣預報服務器、所述中長期風電功率預測服務器、所述常規電廠調度計劃系統服務器和所述風電調度計劃系統服務器均放在機柜上。
7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述網絡交換機通過網線連接工程師工作站。
專利摘要本實用新型為一種風電優化調度計劃系統，該系統包括網絡交換機分別連接的聯絡線計劃服務器、負荷預測服務器、短期風功率預測服務器和能量管理系統EMS數據庫、常規電廠調度計劃系統服務器，并在此基礎上加入數值天氣預報服務器、反向隔離單元、中長期風電功率預測服務器、風電調度計劃系統服務器。本實用新型實現了風電與常規電源相協調的優化發電計劃制定，顯著提高了風電接納能力，提升了電網調度機構應對大規模風電并網的調度運行水平。而且本實用新型風電調度計劃系統服務器與常規電廠調度計劃系統服務器通過網絡交換機相連，在不改變現常規電廠調度計劃系統的基礎上，協調了風電與常規電廠的調度。
文檔編號H04L29/06GK202126703SQ20112020013
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者劉純, 李育發, 楊國新, 查浩, 王偉勝, 王國春, 王建勛, 范國英, 蔡宏毅, 許曉艷, 鄭太一, 馬爍, 高云峰, 黃越輝 申請人:中國電力科學研究院, 吉林省電力有限公司