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二、光伏功率預(yù)測系統(tǒng)

1.什么是光伏功率預(yù)測

太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電具有間歇性強、突變性大、可調(diào)度性弱等特點，大規(guī)模接入后對電網(wǎng)運行會產(chǎn)生較為明顯的影響。

該項技術(shù)是提高電網(wǎng)調(diào)峰能力、增強電網(wǎng)接納光電的能力、改善電力系統(tǒng)運行安全性與經(jīng)濟性的最為有效、經(jīng)濟的手段之一。從發(fā)電企業(yè)角度考慮，精準的光伏功率預(yù)測將使得光電可以積極地參與市場競爭，規(guī)避由供電的不可靠性而受到的經(jīng)濟懲罰。

打個比方，一個有1000人的小區(qū)樓下有一個儲蓄所。這個儲蓄所日常有50萬的現(xiàn)金就可以應(yīng)對1000人存取款。幾年后這個地方又蓋了好幾個小區(qū)。這時候50萬的現(xiàn)金儲備就肯定不夠用了。這時候就要對日常的存取款量進行分析，上級銀行會根據(jù)數(shù)據(jù)分析是增加現(xiàn)金儲備，還是新增營業(yè)網(wǎng)點。

2.光伏功率的重要作用

光伏發(fā)電具有間歇性、隨機性和波動性，由此給電網(wǎng)的安全運行帶來了一系列問題，電網(wǎng)調(diào)度部門傳統(tǒng)的做法只能采取拉閘限電這樣的辦法。

隨著光伏發(fā)電站電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)比重的增加，光伏功率預(yù)測系統(tǒng)變得尤為重要，光伏功率預(yù)測越準，光伏并網(wǎng)給電網(wǎng)的安全運行帶來的影響就越小，就能夠有效的幫助電網(wǎng)調(diào)度部門做好各類電源的調(diào)度計劃。

光伏功率預(yù)測越準，電網(wǎng)就會減少光伏限電，由此大大提高了電網(wǎng)消納陽光的能力，進而減少了由于限電給光伏業(yè)主帶來的經(jīng)濟損失，增加了光伏電站投資回報率。

國際上最早進行光伏預(yù)測研究的是美國科學家Jensenius，他在1981年提出了利用模式輸出統(tǒng)計系統(tǒng)進行光伏預(yù)測的方法。

a.短期預(yù)測電站次日0時至未來72小時的功率預(yù)測，時間分辨率為15分鐘一個點，按調(diào)度要求進行自動上傳。

b.超短期預(yù)測電站未來15分鐘至4小時的功率預(yù)測，時間分辨率為15分鐘一個點，每15分鐘滾動上傳至調(diào)度。

光功率預(yù)測是監(jiān)控的一種，由于專業(yè)性極強，且只針對電網(wǎng)。除了技術(shù)人員很少了解這種設(shè)備的存在。我們可以認為這種系統(tǒng)是不友好的。其實光伏系統(tǒng)里還有很多“不友好的系統(tǒng)”。

三.“不讓我們看的”監(jiān)控系統(tǒng)

1.電力系統(tǒng)安全性的重要

現(xiàn)在電力安全已經(jīng)成為一個世界性問題，經(jīng)濟越發(fā)展，由電力系統(tǒng)造成的影響就越大，由電網(wǎng)造成的經(jīng)濟及政治的事件在國內(nèi)外也屢見不鮮。

說到電力安全生產(chǎn)，人們往往想到的是不發(fā)生人身傷亡事故，不發(fā)生主要設(shè)備損壞事故，不發(fā)生火災(zāi)，不發(fā)生系統(tǒng)大面積停電事故。大電力系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)越性，可以合理開發(fā)與利用能源，節(jié)省投資與運行費用，增加對用戶的供電安全性等。

各個地區(qū)可以互相交換電力，如我國從華中電網(wǎng)向華東上海和廣東供電。但是大電網(wǎng)也帶來潛在威脅如局部電網(wǎng)某些個別問題，特別是個別地區(qū)，設(shè)備發(fā)生事故，影響將波及鄰近的廣大地區(qū)，引起連鎖反應(yīng)，發(fā)生大面積停電事故。

僅2003年，美國、加拿大、英國等國相繼出現(xiàn)大面積停電事故，其中8月14日美國及加拿大出現(xiàn)的大面積停電事故波及24000多平方公里、受影響的人達500萬，僅美國紐約地區(qū)就停電29小時，經(jīng)濟損失達120美元。

光伏發(fā)電要并入國家電網(wǎng)，就必須受到國家電網(wǎng)的控制和調(diào)度。一個光伏發(fā)電系統(tǒng)，從變壓器開始到并網(wǎng)點之間的所有設(shè)備，斷路器、負荷開關(guān)、測量設(shè)備都需要被電網(wǎng)監(jiān)控，而且是電網(wǎng)的專網(wǎng)監(jiān)控。設(shè)備被監(jiān)控是因為，是因為要調(diào)度。電網(wǎng)專網(wǎng)監(jiān)控，是為了電網(wǎng)安全。

2.電力系統(tǒng)“遠動”和“四遙”第一步

由于電能生產(chǎn)的特點，能源中心和負荷中心一般相距甚遠，電力系統(tǒng)分布在很廣的地域，其中發(fā)電廠、變電所、電力調(diào)度中心和用戶之間的距離近則幾十公里，遠則幾百公里甚至數(shù)千公里。

要管理和監(jiān)控分布甚廣的眾多廠、所、站和設(shè)備、元器件的運行工況，已不能用通常的機械聯(lián)系或電聯(lián)系來傳遞控制信息或反饋的數(shù)據(jù)，必須借助于一種技術(shù)手段，這就是遠動技術(shù)。

它將各個廠、所、站的運行工況（包括開關(guān)狀態(tài)、設(shè)備的運行參數(shù)等）轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)男盘栃问剑由媳Ｗo措施以防止傳輸過程中的外界干擾，經(jīng)過調(diào)制后，由專門的信息通道傳送到調(diào)度所。

在調(diào)度所的中心站經(jīng)過反調(diào)制，還原為原來對應(yīng)于廠、所、站工況的一些信號再顯示出來，供給調(diào)度人員監(jiān)控之用。調(diào)度人員的一些控制命令也可以通過類似過程傳送到遠方廠、所、站，驅(qū)動被控對象。這一過程實際上涉及遙測、遙信、遙調(diào)、遙控，所以，遠動技術(shù)是四遙的結(jié)合。

【1】遙測

遙測信息是RTU采集到的電力系統(tǒng)運行的實時參數(shù)，如發(fā)電機出力，母線電壓，系統(tǒng)中的潮流，有功負荷和無功負荷，線路電流，電度量等測量信息。

目前我們能見到監(jiān)控系統(tǒng)，用于電站運維的監(jiān)控系統(tǒng)。都屬于“遙測”這個范疇。主要的功能就是“能看見”看見電流、電壓的數(shù)據(jù)。如果用高靈敏度的測量儀器，就能做到“看的清”。但是我們在“遙測”這次個層面上只能做到“看”，而不能“動”。
　　
【2】遙信

遙信功能通常用于測量下列信號，開關(guān)的位置信號、變壓器內(nèi)部故障綜合信號、保護裝置的動作信號、通信設(shè)備運行狀況信號、調(diào)壓變壓器抽頭位置信號。

說的簡單些，匯流箱里面有16個熔絲、一個斷路器、一個防雷器。

如果這18個設(shè)備都正常，在計算機系統(tǒng)里就顯示18個“0”如果有幾個不工作了，就顯示相應(yīng)的幾個“1”。

不過，目前從成本和必要性來說。匯流箱、直流柜、逆變器都不會被“遙信”。

【3】遙控

遠程控制。接受并執(zhí)行遙控命令，主要是分合閘，對遠程的一些開關(guān)控制設(shè)備進行遠程控制。

調(diào)度中心對遠端的光伏電站并網(wǎng)點進行分合閘的操作，這個操作是電力系統(tǒng)做的，業(yè)主做不了，也不能讓業(yè)主操作。

【4】遙調(diào)

接受并執(zhí)行遙調(diào)命令，對遠程的控制量設(shè)備進行遠程調(diào)試，如調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出功率。光伏電站沒有機械部件，能夠被遙調(diào)的設(shè)備不多。但是在電力系統(tǒng)中的作用非常重要。