發(fā)布時(shí)間：2020-08-23 12:07

【摘要】：隨著煤炭、石油等不可再生資源的日益枯竭以及全球氣候環(huán)境的不斷惡化,在世界范圍內(nèi),優(yōu)先發(fā)展、大力發(fā)展可再生能源的能源革命正在進(jìn)行中,風(fēng)能、太陽能等可再生能源已逐步成為電力能源的重要組成部分。但風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的間歇性、波動性制約著其發(fā)展�；诠β暑A(yù)測,通過合理的能量管理技術(shù)對間歇性能源的出力進(jìn)行較為精準(zhǔn)控制,將有助于電網(wǎng)調(diào)度部門及時(shí)制定日運(yùn)行方式和調(diào)度計(jì)劃,進(jìn)而削弱間歇性能源對電網(wǎng)造成的不利影響,從而保證電力系統(tǒng)的可靠、安全運(yùn)行。然而,隨著能量管理技術(shù)的深入研究,調(diào)控策略的實(shí)現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)處理的需求日益增加,使用傳統(tǒng)的單/多線程結(jié)構(gòu)化平臺,既難以實(shí)現(xiàn)又需要付出高昂的軟硬件成本。目前用于大數(shù)據(jù)處理的云平臺構(gòu)架已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有了成功的應(yīng)用,此種構(gòu)架具有大數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、資源利用率高、應(yīng)用成本低的優(yōu)點(diǎn),如果能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到間歇性能源的能量管理系統(tǒng)中,恰恰可以解決上述問題。本文基于大數(shù)據(jù)處理技術(shù),對以風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電為代表的間歇性能源的區(qū)域性能量管理技術(shù)進(jìn)行了研究。以風(fēng)力發(fā)電為例,結(jié)合團(tuán)隊(duì)在風(fēng)電監(jiān)控和風(fēng)電功率預(yù)測方面的研究成果,提出了采用機(jī)組風(fēng)速信息動態(tài)分類的風(fēng)電場有功控制策略和由于故障或棄風(fēng)引起的出力損失的計(jì)算模型；為實(shí)現(xiàn)該控制策略和計(jì)算模型,對所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)處理和計(jì)算要求進(jìn)行了分析,并針對間歇性能源能量管理平臺的需求特點(diǎn),提出了結(jié)合內(nèi)存數(shù)據(jù)庫處理技術(shù)、傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫處理技術(shù)和Hadoop云平臺技術(shù)的系統(tǒng)解決方案。論文主要工作和取得的成果如下：(1)分析了目前間歇性能源在能量管理過程中所遇到的問題,提出了區(qū)域性管控思想,研究了間歇性能源在區(qū)域性能量管理過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)特點(diǎn),結(jié)合傳統(tǒng)和新型數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù),以及云平臺的分布式存儲和大數(shù)據(jù)處理技術(shù),提出了一套復(fù)合的數(shù)據(jù)存儲及處理解決方案,為間歇性能源能量管理系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(2)以風(fēng)力發(fā)電為例,研究了間歇性能源有功功率調(diào)控問題,提出了采用機(jī)組風(fēng)速信息動態(tài)分類的風(fēng)電場有功控制策略和將動態(tài)分類的思想應(yīng)用于光伏發(fā)電調(diào)控的構(gòu)想。研究結(jié)果表明：采用機(jī)組風(fēng)速信息動態(tài)分類的風(fēng)電場有功控制策略可以比較精確的實(shí)現(xiàn)調(diào)度下達(dá)的調(diào)控目標(biāo),同時(shí)可以有效降低風(fēng)電機(jī)組的啟停次數(shù),延長風(fēng)電機(jī)組及其關(guān)鍵部件的使用壽命。(3)對風(fēng)力發(fā)電由于機(jī)組故障或棄風(fēng)而造成的出力損失情況進(jìn)行了研究,提出了一種風(fēng)電場及機(jī)組出力損失的計(jì)算模型與方法,以及基于MapReduce技術(shù)的出力損失計(jì)算實(shí)現(xiàn)方案。利用風(fēng)電機(jī)組的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)建立風(fēng)速、風(fēng)向與功率間的專家數(shù)據(jù)庫,基于該數(shù)據(jù)庫建立風(fēng)電機(jī)組出力損失計(jì)算模型,通過該模型可以準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)組故障或者棄風(fēng)造成的出力損失。對基于MapReduce技術(shù)的出力損失計(jì)算方案的計(jì)算效能進(jìn)行了分析,為將云計(jì)算與大數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用于間歇性能源海量數(shù)據(jù)計(jì)算提供了研究思路,該方案在處理近于200GB海量數(shù)據(jù)的情況下具有優(yōu)秀的處理性能。(4)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)中的私有云構(gòu)建思路,結(jié)合團(tuán)隊(duì)在間歇性能源的監(jiān)控、運(yùn)營管理和功率預(yù)測方面的研究成果,提出一套支持區(qū)域性調(diào)控的大規(guī)模間歇性能源的能量管理私有云平臺的設(shè)計(jì)方案,基于該方案對團(tuán)隊(duì)原有的場站端間歇性能源能量管理系統(tǒng)進(jìn)行了二次開發(fā),并在內(nèi)蒙某風(fēng)電場由10臺風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)表明系統(tǒng)安全可靠、運(yùn)行效率較原有系統(tǒng)大大提高、可操作性強(qiáng),達(dá)到了平臺設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM61;TP311.13

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2801507