安科瑞Acrel-1000DP光伏功率預測系統(tǒng)光伏電站監(jiān)測收益預測
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安科瑞電氣股份有限公司
聯(lián)系人:邵怡倩
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本期工程安裝19MWp光伏組件,太陽電池陣列由12個3.15MW和1個2MW子系統(tǒng)組成。10kV開關站本期采用單母線接線,并網出線1回、PT 1回、10kV集電線路3回、動態(tài)無功補償1回、接地兼站用變1回,共7回;終期采用兩段單母線接線,并網出線2回、PT 2回、10kV集電線路5回、動態(tài)無功補償2回、接地兼站用變1回、接地變1回,共13回。10kV開關站本期以1回10kV線路接入110kV赤土坡變電站,線路擬選用為LGJ-300型導線,線路總長約16.5km,接入系統(tǒng)方案以國網湖北省電力公司批復意見為準。開關站內主要建筑物包括綜合樓、10kV配電樓和水泵房等,設置室外消防給水系。
1.光功率預測系統(tǒng)裝置技術要求件
系統(tǒng)種所有設備、備品備件,包括投標方自購其他單位獲得的所有附件和設備,除本規(guī)范書中規(guī)定的技術參數(shù)和要求外,其余均應遵照新版本的電力行業(yè)標準(DL)、國家標準(GB)和IEC標準及國際單位制(SI),這是對設備的要求。投標方如果采用自己的標準或規(guī)范,必須向招標方提供中文或英文復印件并經招標方同意后方可采用,但不能低于DL、GB和IEC的有關規(guī)定。
1.1標準和規(guī)范
本技術規(guī)范是參照以下標準制定的,投標設備應符合本技術規(guī)范的要求,本技術規(guī)范未作規(guī)定的要求按照下列標準執(zhí)行。
設計依據
系統(tǒng)功能設計和開發(fā)應符合以下規(guī)范:
《光伏電站接入電網技術規(guī)定》
《光伏功率預測系統(tǒng)功能規(guī)范》
《太陽能能資源測量方法》
《太陽能能資源評估方法》
《調度運行管理規(guī)范》
《光伏電站并網驗收規(guī)范》
《光伏并網電站太陽能評估規(guī)范》
《電工名詞術語》
《繼電保護和**自動裝置技術規(guī)程》
《電力工程電纜設計規(guī)范》
《繼電保護設備信息接口配套標準》
《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》
設計標準
系統(tǒng)功能設計和開發(fā)應符合以下標準:
ISO——國際標準化組織標準
GB——中華人民共和國國家標準
DL——中華人民共和國電力行業(yè)標準
1.2 技術要求
系統(tǒng)功能應滿足建設方案、發(fā)展目標的要求,保證系統(tǒng)的實用性和適用性,并提供嚴格的**管理措施,以保證系統(tǒng)及其數(shù)據的**可靠性。系統(tǒng)應采用開放式體系結構,滿足可擴展性和可維護性等要求。
1)系統(tǒng)的實用性和適用性
本系統(tǒng)的建設立足于光伏電站對電網的調度及運營管理的需求,借鑒國內外的專業(yè)技術,充分考慮光伏電站調度運行的應用需求,滿足各項規(guī)范要求的基礎,保證系統(tǒng)在各項功能的針對性基礎上體現(xiàn)整 體的實用性及系統(tǒng)針對不同應用環(huán)節(jié)的適用性。
2)系統(tǒng)功能規(guī)范化
嚴格遵循國家電網公司頒布的相關功能及技術規(guī)范。
3)系統(tǒng)開放性
系統(tǒng)應具有開放的體系結構,采用規(guī)范信息模型和標準接口規(guī)范,保證本系統(tǒng)同其他相關系統(tǒng)之間的數(shù)據交換。
4)系統(tǒng)**性
滿足《電網和電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)及調度數(shù)據網絡**防護規(guī)定》(中華人民共和國國家經貿委第30號)和《電力二次系統(tǒng)**防護規(guī)定》(國家電力監(jiān)管委員會5號令)對電網計算機監(jiān)控系統(tǒng)和系統(tǒng)之間互聯(lián)的**要求。
5)系統(tǒng)可靠性
應對系統(tǒng)關鍵節(jié)點的設備、軟件和數(shù)據進行冗余備份,提供故障隔離和排除技術手段,實現(xiàn)任一單點故障均不影響系統(tǒng)的正常運行。
2 實時氣象信息采集要求
2.1 基本要求
光伏發(fā)電站應配備實時氣象信息采集系統(tǒng),應包括直射fu射表、散射fu射表、總fu射表、環(huán)境溫度計、光伏組件溫度計、風速儀、風向標、數(shù)據處理傳輸設備等。
2.2 站址要求
2.2.1 氣象信息采集系統(tǒng)應能反映光伏發(fā)電站范圍內的氣象條件。
2.2.2 氣象信息采集系統(tǒng)環(huán)境信息觀測儀器感應元件平面以上應無任何障礙物,若不滿足,應與障礙物保持一定距離,避免障礙物的陰影對感應元件的遮擋。不應靠近淺色墻面或其它易于反射陽光的物體,也不應暴露在人工fu射源之下。
2.3 測量設備要求
2.3.1 直接fu射表/散射fu射表/總fu射表技術參數(shù):
a) 光譜范圍
b) 測量范圍
c) 跟蹤精度
d) 靈敏度
e) 安裝:自動跟蹤裝置
2.3.2風速傳感器:
a) 測量范圍:0~50m/s
b) 測量精度:<±0.5 m/s
c) 工作環(huán)境溫度:-40℃至60℃
2.3.3 風向傳感器:
a) 測量范圍:0~360o
b) 測量精度:±2.5o
c) 工作環(huán)境溫度:-40℃至60℃
2.3.4 濕度傳感器:
a) 測量范圍:0~100%RH
b) 測量精度:±8%RH
c) 工作環(huán)境溫度:-40℃至60℃
2.3.5 大氣壓力傳感器:
a) 測量范圍
b) 測量精度
c) 工作環(huán)境溫度
2.3.6 環(huán)境溫度傳感器:
a) 測量范圍
b) 測量精度
2.3.7 組件溫度傳感器:
a) 測量范圍
b) 測量精度
2.3.8 數(shù)據記錄儀:
a) 輸入通道數(shù)
b) 準確度
c) 數(shù)據存貯容量
d) 工作溫度
2.3.9全天空成像儀:
a) 圖像解析度
b) 采樣速度
c) 工作溫度
3.3 預測數(shù)據要求
3.3.1 基本要求
光伏發(fā)電站功率預測所需的數(shù)據至少應包括數(shù)值天氣預報數(shù)據、實時氣象數(shù)據、實時功率數(shù)據、運行狀態(tài)、計劃檢修信息等。
3.3.2 數(shù)據采集
3.3.2.1 數(shù)值天氣預報數(shù)據應滿足以下要求:
a) 應至少包括次日零時起未來3天的數(shù)值天氣預報數(shù)據,時間分辨率為15min;
b) 數(shù)據至少應包括輻照強度、云量、氣溫、濕度、風速、風向、氣壓等參數(shù);
c) 每日至少提供兩次數(shù)值天氣預報數(shù)據。
3.3.2.2 實時氣象數(shù)據應滿足以下要求:
a) 實時氣象數(shù)據應取自光伏發(fā)電站的實時氣象信息采集系統(tǒng);
b) 數(shù)據至少應包括總fu射、直接fu射、散射fu射、環(huán)境溫度、濕度、光伏組件溫度、風速、風向、氣壓等參數(shù);
c) 數(shù)據傳輸應采用光纖傳輸方式,傳輸時間間隔應不大于5min;
d) 數(shù)據可用率應大于99%。
3.3.2.3 實時功率數(shù)據、設備運行狀態(tài)應取自光伏發(fā)電站計算機監(jiān)控系統(tǒng),采集時間間隔應不大于5min。
3.3.2.4 所有數(shù)據的采集應能自動完成,并能通過手動方式補充錄入。
3.3.2.5 所有實時數(shù)據的時間延遲應不大于1min。
3.3.3 數(shù)據處理
3.3.3.1 所有數(shù)據存入數(shù)據庫前應進行完整性及合理性檢驗,并對缺測和異常數(shù)據進行補充和修正。
3.3.3.2 數(shù)據完整性檢驗應滿足:
1)數(shù)據的數(shù)量應等于預期記錄的數(shù)據數(shù)量;
2)數(shù)據的時間順序應符合預期的開始、結束時間,中間應連續(xù)。
3.3.3.3 數(shù)據合理性檢驗應滿足:
1)對功率、數(shù)值天氣預報、實測氣象數(shù)據進行越限檢驗,可手動設置限值范圍;
2)根據實測氣象數(shù)據與功率數(shù)據的關系對數(shù)據進行相關性檢驗。
3.3.3.4 缺測和異常數(shù)據宜按下列要求處理:
1)以前一時刻的功率數(shù)據補全缺測或異常的功率數(shù)據;
2)以零替代小于零的功率數(shù)據;
3)缺測或異常的氣象數(shù)據可根據相關性原理由其它氣象要素進行修正;不具備修正條件的以前一時刻數(shù)據替代;
4)所有經過修正的數(shù)據以特殊標識記錄并可查詢;
5)所有缺測和異常數(shù)據均可由人工補錄或修正。
3.3.4 數(shù)據存儲
數(shù)據存儲應符合下列要求:
1)存儲系統(tǒng)運行期間所有時刻的數(shù)值天氣預報數(shù)據;
2)存儲系統(tǒng)運行期間所有時刻的功率數(shù)據、實時氣象數(shù)據;
3)存儲每次執(zhí)行的短期功率預測的所有預測結果;
4)存儲每15min滾動執(zhí)行的超短期功率預測的所有預測結果;
5)預測曲線經過人工修正后存儲修正前后的所有預測結果;
4. 系統(tǒng)硬件要求
4.1 總體要求
1)3.系統(tǒng)的參考配置參見3.網絡結構圖(參照圖3-1)。硬件配置應考慮具有擴展性。
2)本規(guī)范所列硬件為系統(tǒng)主要設備但非全部設備,各不同投標方有不同的解決方案,投標方應根據自己情況調整。除本規(guī)范所列設備外,本工程必需的其它設備投標方需列出并說明,如投標時未列出,將視為包含在其它欄目內。
3)部分硬件需要投標方提出解決方案后才能確定配置,這部分按照投標方的方案列設備。
4)系統(tǒng)的各個部應當搭配協(xié)調,同類服務資源可以互相支援和互備。
5)硬件應包含操作系統(tǒng)、驅動程序等必須配備的系統(tǒng)軟件,系統(tǒng)軟件不單列報價。
4.2 輸出功率統(tǒng)配置要求
1)光伏發(fā)電站功率預測系統(tǒng)硬件至少應包括數(shù)值天氣預報服務器、系統(tǒng)應用服務器、物理隔離裝置、人機工作站,可根據需要選用數(shù)據庫服務器、網絡交換設備、硬件防火墻等。
2)應采用主流的服務器,支持集群、RAID等技術特性,支持雙路獨立電源輸入,采用機架式安裝,宜采用冗余配置。
3)工作站宜采用主流硬件廠商的圖形工作站,應具有良好的可靠性和可擴展性。
4)物理隔離裝置應通過指定部門檢測認證。
5)根據需要選擇交換機、防火墻、路由器等必要設備。
5 預測系統(tǒng)軟件要求
5.1 基本要求
1)應根據光伏發(fā)電站的具體特點,結合光伏發(fā)電站的歷史及實測數(shù)據,采用適當?shù)念A測方法構建預測模型,在此基礎上建立光伏發(fā)電站功率預測系統(tǒng)。
2)光伏發(fā)電站功率預測系統(tǒng)軟件應包括數(shù)值天氣預報處理模塊、實時氣象信息處理模塊、短期預測模塊、超短期預測模塊、系統(tǒng)人機界面、數(shù)據庫、數(shù)據交換接口等。
5.2 預測軟件配置要求
1)預測系統(tǒng)應滿足電監(jiān)會5號令和的電監(jiān)**[2006]34號令的要求。
2)預測系統(tǒng)應配置通用、成熟的商用關系型數(shù)據庫,用于數(shù)據、模型及參數(shù)的存儲。
3)預測系統(tǒng)軟件應在統(tǒng)一的支撐平臺上實現(xiàn),具有統(tǒng)一風格的人機界面,并采用公共電力系統(tǒng)模型接口。
4)預測系統(tǒng)軟件應采用模塊化劃分,單個功能模塊故障不影響整個系統(tǒng)的運行。
5)預測系統(tǒng)應具有可擴展性,支持用戶和第三方應用程序的開發(fā)。
6)預測系統(tǒng)應采用權限管理機制,確保系統(tǒng)操作的**性。
5.3 預測模型要求
1)短期功率預測應滿足下列要求:
應能預測次日零時起至未來24h、48h、72h的光伏發(fā)電站輸出功率,時間分辨率為15min;
短期預測輸入包括數(shù)值天氣預報等數(shù)據,從而獲得預測功率;
短期預測應考慮檢修、故障、擴容等不確定因素對光伏發(fā)電站輸出功率的影響;
預測模型應具有多樣性,可滿足新建、已建光伏發(fā)電站的功率預測;
宜采用多種預測方法建立預測模型,形成預測策略;
短期預測每日宜執(zhí)行兩次,單次計算時間應小于5min。
2)超短期功率預測應滿足下列要求:
能預測未來15min-4h的光伏發(fā)電站輸出功率,時間分辨率為15min;
超短期預測模型的輸入應包括實測功率數(shù)據、實測氣象數(shù)據及設備狀態(tài)數(shù)據等;
宜采用圖像識別技術對全天空成像儀的實測圖形進行分析,判斷云層運動及對光伏發(fā)電站的遮擋情況,進而實現(xiàn)對超短期功率波動的預測;
超短期預測應15min執(zhí)行一次,動態(tài)更新預測結果,單次計算時間應小于5min。
5.4 人機界面要求
1)應具備光伏發(fā)電站出力監(jiān)視頁面,以地圖形式展示光伏發(fā)電站布局,至少同時顯示實際功率、預測功率及各實測氣象要素,數(shù)據更新時間應不大于5min。
2)應具備光伏發(fā)電站出力的曲線展示頁面,應同時顯示系統(tǒng)預測曲線、實際功率曲線,實際功率曲線應動態(tài)更新且更新時間應不大于5min。
3)應具備歷史數(shù)據的曲線查詢頁面,至少提供日、周等時間區(qū)間的曲線展示,頁面查詢時間應小于1min。
4)應提供數(shù)據統(tǒng)計分析頁面,提供餅圖、棒圖、表格等多種可視化展示手段。
5)系統(tǒng)頁面應采用統(tǒng)一的風格,頁面布局合理,便于運行人員使用。
5.5 數(shù)據統(tǒng)計要求
1)應能對光伏發(fā)電站運行參數(shù)、實測氣象數(shù)據及預測誤差進行統(tǒng)計。
2)運行參數(shù)統(tǒng)計應包括發(fā)電量、有效發(fā)電時間、出力及其發(fā)生時間、利用小時數(shù)及平均負荷率等。
3)氣象數(shù)據統(tǒng)計應包括各氣象要素的平均值及曝輻量、日照時數(shù)、可照時數(shù)等。
4)預測誤差統(tǒng)計指標至少應包括均方根誤差、平均誤差、相關性系數(shù)、預測誤差、合格率等。
5)參與統(tǒng)計數(shù)據的時間范圍應能任意選定,可根據光伏發(fā)電站所處地理位置的日出日落時間自動剔除夜間時段。
6)各指標的統(tǒng)計計算時間應小于1min。
6 部署要求
光伏發(fā)電站功率預測系統(tǒng)的部署方案應滿足電監(jiān)會5號令的要求。
光伏發(fā)電站功率預測系統(tǒng)應運行于電力二次系統(tǒng)**區(qū)Ⅱ,滿足電力調度數(shù)據網接入要求。
光伏發(fā)電站功率預測系統(tǒng)應與調度計劃系統(tǒng)相接口。
7 性能指標
1)光伏發(fā)電站發(fā)電時段(不含出力受控時段)的短期預測月均方根誤差應小于0.2,月合格率應大于80%;超短期預測第4小時月均方根誤差應小于0.2,月合格率應大于80%。
2)所有計算機的CPU負荷率在正常狀態(tài)下任意5分鐘內小于30%,峰值負荷率小于50%。
3)系統(tǒng)服務器平均無故障時間(MTBF)應不小于30000小時。
4)系統(tǒng)月可用率應大于99%。