風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)在某風(fēng)電場的應(yīng)用

　 該風(fēng)電場坐落于風(fēng)力資源豐富的內(nèi)蒙古烏蘭察布市境內(nèi)，10米高度年平均風(fēng)速為6.92米/秒，風(fēng)功率密度為323.7瓦/平方米,現(xiàn)一期49.5MW已于2009年12月并網(wǎng)發(fā)電。

　　由東潤環(huán)能（北京）科技有限公司提供的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)于2011年3月投入運行，現(xiàn)運行穩(wěn)定，月均方根誤差小于15%，滿足國家規(guī)定的誤差小于20%的要求，驗收時收到與會專家的一致好評，并評價該系統(tǒng)為符合國家風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范及安全規(guī)定的優(yōu)質(zhì)工程。

　　該系統(tǒng)具備短期預(yù)測及超短期預(yù)測功能，短期預(yù)測能夠預(yù)測風(fēng)電場次日0時至24時每15分鐘共96個時間節(jié)點的有功功率。預(yù)測系統(tǒng)分為實時狀態(tài)監(jiān)測、氣象信息展示、報表統(tǒng)計、系統(tǒng)管理共四個應(yīng)用模塊，每個應(yīng)用模塊又根據(jù)應(yīng)用包含了若干個具體操作的子模塊，各應(yīng)用模塊的功能及應(yīng)用效果如下：

一、 實時狀態(tài)監(jiān)測模塊

　　實時狀態(tài)監(jiān)測模塊下包含了3個子模塊，即地圖展示模塊，日曲線展示模塊，周曲線展示模塊

　　1.1 地圖展示

　　當(dāng)用戶登錄系統(tǒng)時，系統(tǒng)會默認先跳轉(zhuǎn)到地圖展示子模塊頁面，或者通過導(dǎo)航進入。該頁面以地圖的方式直觀的展示了風(fēng)電場的地理分布情況，并采用實時更新的方式對風(fēng)電場的預(yù)測功率、實際功率進行展示，頁面的刷新周期根據(jù)風(fēng)電場實時功率的接口更新時間而定，一般為1-5分鐘更新一次。目前為5分鐘更新一次，預(yù)測功率為15分鐘一個點，所以預(yù)測功率15分鐘更新一次。在風(fēng)場的展示框中，展示風(fēng)場名稱，裝機容量，預(yù)測功率，實際功率。點擊地圖上風(fēng)機圖標(biāo)，進入風(fēng)電場風(fēng)機詳細頁面，在該頁面可以看到風(fēng)電場所有風(fēng)機的地理位置，風(fēng)機編號等信息，地圖展示頁面如下圖：

1.2 日曲線展示

　　點擊“實時狀態(tài)監(jiān)控”下的“日曲線展示”，進入日曲線展示界面。其中“日曲線”橫坐標(biāo)為時間序列，15分鐘一個點，每天96點；縱坐標(biāo)為功率，單位為兆瓦(MW)。曲線展示內(nèi)容分為“短期預(yù)測曲線”、“實際曲線”、“超短期預(yù)測曲線”、“限電曲線”，用戶可在頁面上通過日期控件選擇任何想查看的日期，點擊“提交”按鈕，即可顯示相應(yīng)的信息。頁面提供導(dǎo)出功能，點擊右上角“導(dǎo)出”按鈕可用EXCEL和CSV兩種格式將結(jié)果導(dǎo)出到本地。日曲線展示如下圖所示：

　　1.3 周曲線展示

　　周曲線顯示一周時間內(nèi)的預(yù)測曲線和實際功率曲線。點擊“實時狀態(tài)監(jiān)控”下的“周曲線展示”，進入周曲線展示界面，通過導(dǎo)航可進入此子模塊頁面，其中“周曲線”橫坐標(biāo)為時間序列，15分鐘一個點，每天96點；縱坐標(biāo)為功率，單位為兆瓦(MW)。曲線展示內(nèi)容分為“預(yù)測功率曲線”、“實際功率曲線”，根據(jù)圖示，綠色曲線代表預(yù)測曲線，紅色曲線代表實際功率曲線，用戶可在頁面上通過日期控件選擇任何想查看的日期，當(dāng)選擇好各種想查看的條件后，點擊“提交”按鈕，即可顯示相應(yīng)的信息。周曲線展示如下圖所示:

二、氣象信息展示

　　“氣象信息展示”下包含2個模塊?？娠@示“風(fēng)玫瑰圖曲線”和“風(fēng)速曲線”。

　　2.1 風(fēng)玫瑰圖曲線展示

　　點擊“氣象信息展示”下的“風(fēng)玫瑰圖曲線”即可進入風(fēng)玫瑰圖界面，在界面的左上角，用戶可以選擇開始時間和結(jié)束時間的時間段。

　　2.2 風(fēng)速曲線展示

　　點擊“氣象信息展示”下的“風(fēng)速曲線展示”，即可進入風(fēng)速曲線展示界面，在風(fēng)速展示界面的左上角，用戶可以選擇要查看的日期，展示出用戶選擇日期當(dāng)天的風(fēng)速曲線，同時提供導(dǎo)出功能。
三、 報表統(tǒng)計模塊

　　報表統(tǒng)計模塊包含如下模塊：上報曲線導(dǎo)出，短期預(yù)測指標(biāo)統(tǒng)計及導(dǎo)出，超短期預(yù)測指標(biāo)統(tǒng)計及導(dǎo)出，功率相關(guān)預(yù)測指標(biāo)統(tǒng)計，氣象信息相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計，風(fēng)電相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計及導(dǎo)出，預(yù)測及實際曲線導(dǎo)出、限電記錄查詢及導(dǎo)出。

　　3.1上報曲線導(dǎo)出

　　通過導(dǎo)航可進入此子模塊頁面，該子模塊頁面，有如下功能，計劃曲線的修改，計劃曲線的導(dǎo)出以及計劃曲線的上傳。修改計劃曲線有兩種方式，可以直接拖動曲線上的某點計劃值也可以修改右邊的列表。導(dǎo)出功能可以導(dǎo)出excel文件也可以導(dǎo)出csv文件。上傳功能實現(xiàn)了計劃曲線上傳的彌補功能，系統(tǒng)中定時上傳預(yù)測結(jié)果，也可以人工點擊上傳按鈕進行上傳。展示頁面如下圖：

　　3.2 短期預(yù)測指標(biāo)統(tǒng)計及導(dǎo)出

　　通過導(dǎo)航可進入此子模塊頁面，在這里用戶可以對一段時間內(nèi)的預(yù)測結(jié)果進行誤差統(tǒng)計，并可按需求設(shè)置過濾條件。在統(tǒng)計頁面上可以看到風(fēng)場的一段時間內(nèi)的絕對誤差，均方根誤差等。
平均絕對誤差計算方式：

　　3.3 功率相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計

　　功率相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計頁面可以統(tǒng)計一段時間內(nèi)，功率頻率的分布，5分鐘功率的變化，10分鐘功率的變化。

　　3.4 風(fēng)電相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計及導(dǎo)出

　　風(fēng)電相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計及導(dǎo)出頁面可以統(tǒng)計出一段時間內(nèi)發(fā)電量，有效發(fā)電時間，最大出力等信息。

　　3.5 預(yù)測實際曲線導(dǎo)出

　　通過導(dǎo)航可進入此子模塊頁面，在該子模塊頁面，用戶可以將某個風(fēng)場的一段時間的預(yù)測數(shù)據(jù)和實際出力數(shù)據(jù)導(dǎo)出到本地。

　　3.6 限電記錄查詢及導(dǎo)出

　　通過導(dǎo)航可進入此子模塊頁面，此子模塊對限電記錄進行導(dǎo)出。首先要導(dǎo)出的時間段，點擊確認按鈕進入限電的列表頁面，點擊列表頁面的導(dǎo)出按鈕可以導(dǎo)出限電信息。
四、 系統(tǒng)管理模塊

　　系統(tǒng)管理模塊包含如下模塊：裝機容量設(shè)置、風(fēng)場管理、用戶管理等.系統(tǒng)管理員模塊只有管理員身份才能在界面進行操作。

　　4.1 風(fēng)場裝機容量設(shè)置

　　在該子模塊，用戶可以根據(jù)實際情況對預(yù)測系統(tǒng)中所有風(fēng)場的裝機容量進行修改，提交之后，預(yù)測系統(tǒng)將按照新的裝機容量對風(fēng)電場進行預(yù)測，在風(fēng)場沒有填報第二天開機容量的情況下，系統(tǒng)會以該風(fēng)場的裝機容量為默認開機容量進行預(yù)測，因此修改裝機容量對預(yù)測系統(tǒng)影響很大，需按照實際情況進行修改。

　　4.2 風(fēng)場管理　　

在該子模塊，用戶可以看到風(fēng)場的基本信息。管理員在該界面設(shè)置風(fēng)場的名稱等。

　　4.3 用戶管理

　　在該子模塊超級管理員用戶（一般系統(tǒng)會自動初始化一個）可以增加新的用戶和對原來的用戶進行編輯、刪除和密碼修改等操作，目前系統(tǒng)提供兩種用戶：超級管理員具有所有模塊的使用功能；普通瀏覽用戶可以瀏覽，不具有系統(tǒng)管理模塊的使用權(quán)限。

　　4.4 風(fēng)場限電設(shè)置

　　在該子模塊的頁面，管理員可以瀏覽一段時間內(nèi)調(diào)度限電記錄。

　　4.5 預(yù)測開機容量設(shè)置

　　在該子模塊，用戶根據(jù)實際情況設(shè)置未來一天的風(fēng)電場開機情況，這里只需要填寫某風(fēng)場未來一天的總開機容量，不需要具體到每一臺風(fēng)機，提交之后，預(yù)測系統(tǒng)將根據(jù)用戶填報的開機容量進行預(yù)測，如果不填，預(yù)測系統(tǒng)會按照默認全部開機的情況進行預(yù)測。

　　4.6 運行監(jiān)控信息

　　運行監(jiān)控信息頁面，可以查看到系統(tǒng)的運行日志信息，方便維護人員進行系統(tǒng)的維護，在該頁面用戶可以清晰地看到系統(tǒng)運行的錯誤信息。

　　4.7 用戶操作日志查詢及導(dǎo)出

　　該頁面可以查看用戶的操作日志，方便系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)的管理。

　　4.8服務(wù)器日志下載

　　當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，風(fēng)場管理人員可以下載tomcat服務(wù)器的日志信息，方便系統(tǒng)開發(fā)人員找到問題所在，解決系統(tǒng)問題。

　　4.9數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出

　　數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出頁面可以導(dǎo)出系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)的維護。

　　4.10重啟系統(tǒng)服務(wù)

　　當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，管理員可以通過該頁面重啟系統(tǒng)。

　　4.11系統(tǒng)更新

　　由于風(fēng)電裝機速度很快，系統(tǒng)頁面在這里提供了更新接口，由電科院提供更新包，然后由地方工作人員將更新包在此上傳，即可完成預(yù)測系統(tǒng)的更新。

五、總結(jié)

　　該風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)通過以上功能的設(shè)計，使該系統(tǒng)具備友好的界面展示、預(yù)測值自動上報、風(fēng)場優(yōu)化管理等功能，在滿足調(diào)度要求的同時，使風(fēng)場的自動化及管理水平有了很大的提高，是一款適合在風(fēng)電場推廣的風(fēng)功率預(yù)測產(chǎn)品。