风电功率预测系统功能规范
风功率预测系统
栖霞风电风功率预测系统介绍
考核系统介绍
杨学良
风电场风功率预测系统介绍
• 一、风功率预测系统介绍 • 二、风功率预测系统操作 • 三、风功率预测系统注意事项
一、风功率预测系统介绍
• 栖霞风电使用北京东润环能科技有限公司研发的风功率预测系统，该系统 主要采用两台服务器的冗余设计（互为备用），位于安全大区II区，通过若 干路由器、隔离装置及防火墙等设备接入调度通信系统。通过天气预报服 务器接收天气预报信息，经过反向隔离装置将文件传输至两台风功率预测 服务器，由风功率预测系统预测未来10天功率预测结果，另外风功率预测 系统接收综合通信系统相关数据，如实时功率、测风塔数据等进行展示， 并将天气预报及风功率预测等数据整理后上报山东省调度系统。
考核系统介绍
• 二、功率预测考核 • 功率预测分日前预测和实时预测两种方式。 • 1、日前预测 • 是指对次日0 时至24 时的风电功率预测预报，风电场每日中午12 点（风场 一般8点）前向电力调度机构提交次日0 时到24 时每15 分钟共96 个时间节 点风电有功功率预测数据和开机容量； • （1）风电场日前风电功率预测上报率按月进行统计、考核，上报率应达到 100%； • （2）风电场日前风功率预测准确率按月进行统计、考核，准确率应大于 （或等于） 80%；
• 风功率预测系统运行中会出现一系列问题，如数据传输、数据接收异常等， 如果不及时处理，容易造成考核。容易造成考核的如下几项： • 1、次日功率不上报：每天8点上报，可以通过上报管理和实时监控查看，不 上报容易造成日前上报率及准确率考核。
（1）天气预报文件长时间未接收，造成无法形成上报数据文件
处理：检查天气预报服务器外网连接是否正常，服务器是否死机，联系厂家 对侧天气预报文件是否正常下发。
风电功率预测系统功能要求规范
风电功率预测系统功能规范（试行）国家电网公司调度通信中心目次前言 (III)1范围 (1)2术语和定义 (1)3数据准备 (2)4数据采集与处理 (3)5风电功率预测 (5)6统计分析 (6)7界面要求 (7)8安全防护要求 (8)9系统输出接口 (8)10性能要求 (9)附录A 误差计算方法 (10)前言为了规范风电调度技术支持系统的研发、建设及应用，特制订风电功率预测系统功能规范。
本规范制订时参考了调度自动化系统相关国家标准、行业标准和国家电网公司企业标准。
制订过程中多次召集国家电网公司科研和生产单位的专家共同讨论，广泛征求意见。
本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、信息要求、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。
本规范由国家电网公司国家电力调度通信中心提出并负责解释；本规范主要起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力有限公司。
本规范主要起草人：刘纯、裴哲义、王勃、董存、石永刚、范国英、郭雷。
风电功率预测系统功能规范1范围1.1本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、数据准备、数据采集与处理、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。
1.2本规范用于指导电网调度机构和风电场的风电功率预测系统的研发、建设和应用管理。
本规定的适用于国家电网公司经营区域内的各级电网调度机构和风电场。
2术语和定义2.1 风电场 Wind Farm由一批风电机组或风电机组群组成的发电站。
2.2 数值天气预报 Numerical Weather Prediction根据大气实际情况，在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。
2.3 风电功率预测 Wind Power Forecasting以风电场的历史功率、历史风速、地形地貌、数值天气预报、风电机组运行状态等数据建立风电场输出功率的预测模型，以风速、功率或数值天气预报数据作为模型的输入，结合风电场机组的设备状态及运行工况，得到风电场未来的输出功率；预测时间尺度包括短期预测和超短期预测。
风功率预测系统
上海交通大学风力发电研究中心
风功率预测系统功能设计标准
《风电场接入电网技术规定》 《风电功率预测系统功能规范》 《风电场风能资源测量方法》 《风电场风能资源评估方法》 《风电调度运行管理规范》 《风电场并网验收规范》 《风电场风能资源测量和评估技术规定》 《电工名词术语》 《继电保护和安全自动装置技术规程》 《电力工程电缆设计规范》 《继电保护设备信息接口配套标准》 《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》
引自：风电功率预测功能规范
风功率预测系统功能规范
预测建模数据准备
➢ 风电场历史功率数据 ➢ 历史测风塔数据 ➢ 风电机组信息 ➢ 风电机组/风电场运行状态记录 ➢ 地形和粗糙度数据
风功率预测系统功能规范
数据采集与处理
➢ 数据采集范围
➢ 数据采集要求
➢ 数据的处理 • 所有数据存入数据库前应进行完整性及合理性检验，并对缺测和 异常数据进行补充和修正。 • 数据完整性检验应 • 缺测和异常数据处理
➢ 日预报要求并网风电场每日在规定时间前按规定要求向电网调度机构提交 次日0 时到24 时每1 5 分钟共96 个时间节点风电有功功率预测数据和开机容 量。
➢ 实时预报要求并网风电场按规定要求每15 分钟滚动上报未来1 5 分钟至4 小时风咆功率预测数据和实时的风速等气象数据。
➢ 风电场功率预测系统提供的日预测曲线最大误差不超过25% ;实时预测误 差不超过15 % 。全天预测结果的均方根误差应小子20% 。
风功率预测系统功能规范
性能要求
➢ 电网调度机构的风电功率预测系统应至少可扩容至200个风电场。 ➢ 风电功率预测单次计算时间应小于5min。 ➢ 单个风电场短期预测月均方根误差应小于20%，超短期预测第4h预测
风电功率预测系统功能规范
风电功率预测系统功能规范（试行）前言为了规范风电调度技术支持系统的研发、建设及应用，特制订风电功率预测系统功能规范。
本规范制订时参考了调度自动化系统相关国家标准、行业标准和国家电网公司企业标准。
制订过程中多次召集国家电网公司科研和生产单位的专家共同讨论，广泛征求意见。
本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、信息要求、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。
本规范由国家电网公司国家电力调度通信中心提出并负责解释；本规范主要起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力有限公司。
本规范主要起草人：刘纯、裴哲义、王勃、董存、石永刚、范国英、郭雷。
1范围1.1本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、数据准备、数据采集与处理、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。
1.2本规范用于指导电网调度机构和风电场的风电功率预测系统的研发、建设和应用管理。
本规定的适用于国家电网公司经营区域内的各级电网调度机构和风电场。
2术语和定义2.1风电场Wind Farm由一批风电机组或风电机组群组成的发电站。
2.2数值天气预报Numerical Weather Prediction根据大气实际情况，在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。
2.3风电功率预测Wind Power Forecasting以风电场的历史功率、历史风速、地形地貌、数值天气预报、风电机组运行状态等数据建立风电场输出功率的预测模型，以风速、功率或数值天气预报数据作为模型的输入，结合风电场机组的设备状态及运行工况，得到风电场未来的输出功率；预测时间尺度包括短期预测和超短期预测。
2.4短期风电功率预测Short term Wind Power Forecasting未来3天内的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。
风功率预测运行规程
风功率预测运⾏规程风功率预测系统运⾏规程1 适⽤范围本规程适⽤于景泰红⼭风电场监控系统，说明了风功率预测系统和相关参数，规定了风功率预测系统的操作⽅法和故障处理。
2 规范性引⽤⽂件《国家电⽹公司技术标准 Q/GDW215-2008电⼒系统数据标记语⾔－E 语⾔规范》《国家电⽹调〔 2010 〕 201 号风电并⽹运⾏控制技术规定》国家电⽹公司技术标准 Q/GDW432-2010 《风电调度运⾏管理规范》国家电⽹公司技术标准 .Q/GDW588-2011 《风电功率预测功能规范》国家电⽹公司调〔 2010 〕 201 号《风电并⽹运⾏控制技术规定》国家电⽹公司调⽔〔 2010 〕 348 号《风电场调度运⾏信息交换规范（试⾏）》国家电⼒监管委员会 5 号令《电⼒⼆次系统安全防护规定》》国家电⼒监管委员会电监安全〔2006〕34号《电⼒⼆次系统安全防护总体⽅案》标准《国能新能【 2012 】 208 号⽂件》3 系统概述风功率预测基本原理：通过实际风速/实际功率转换关系（⾮线性关系）寻找到预测风速/预测功率转换关系。
风功率预测系统在提⾼电⽹公司消纳能⼒、促进节能减排的同时也对提⾼风电企业运营管理效率具有重要意义，可以为风电企业带来直接经济效益。
风发电功率预测可以帮助电⽹调度合理安排常规电源发电计划，减少因风电并⽹⽽增加的旋转备⽤容量，增加风电上⽹⼩时数，减少温室⽓体排放的同时也为风电企业带来直接经济效益；通过对未来风电功率的预测，有利于风电企业提升运营效率和科学管理⽔平，例如可以在阴天、多云天，安排检修计划，增加发电⼩时数，提⾼经济效益；通过风发电功率预测，有利于电⽹合理安排运⾏⽅式和应对措施，提⾼电⼒系统的安全性和可靠性。
3.1系统架构风电功率预测系统包括：UPS电源、蓄电池（8组）、测风塔、内⽹服务器（风功率预测服务器）、外⽹服务器（数值天⽓预报服务器）、⽹络安全隔离设备（反向型）、风电功率预测交换机、PC⼯作站等。
风电功率预测系统
9风功率预测系统：9.1概况：本风场采用的是北京博雅智恒新能源科技有限公司产品。
1)系统架构如下图所示：风电功率预测系统需要配置两台服务器，数据服务器与应用服务器，数据服务器用于接收实时测风塔数据、数值天气预报数据；应用服务器用于安装预测系统主程序，接收实时功率数据，并向调度上传预测结果。
同时，为保障系统的安全性，同时满足电网对风电安全性要求，对从外网接受的数值天气预报数据需加装方向网络隔离装置，以保证系统的安全性。
风电功率预测综合管理系统拓扑图2)预测系统采用B/S模式,用户登录系统不需要安装其它软件，在系统所在网段任何一台电脑的浏览器上输入以下链接：http://ipAddress:port/WindPower系统初始登陆账号：f初始登陆密码：f注意：如果两人同时使用同一用户名登录，系统将自动注销先登录的用户。
系统用户目前分为二个等级：(1).超级管理员超级管理员具有所有模块的操作使用功能。
(2).普通用户普通用户具备浏览功能，相比较超级管理员用户，普通用户没有系统管理模块的操作权限。
系统中只保留一个超级管理员账户（admin），普通用户由超级管理员统一创建和管理，以免发生混乱和越权操作。
9.2 系统软件主要计算功能(1)可以对单独风电场或特定区域的集群预测。
(2)系统目前能够预测风电场次日0 时至24 时的96 点出力曲线，时间分辨率为15 分钟。
当数值天气预报的时间长度超过24 小时的时候，可以预测超过48 小时的出力曲线。
(3)系统能够设置每日预测的时间及次数,具备手动启动预测和自动定时预测两种预测方式。
(4)考虑到出力受限和风机故障对风电场发电能力的影响，可进行限电和风机故障等特殊情况下的功率预测, 同样支持不断扩建中的风电场的功率预测。
(5)系统可对预测结果进行误差统计，可统计任意时间段内的系统预测指标。
(6)系统可生成一段时间内的风速玫瑰图及风廓线。
9.3风功率预测系统基本应用操作预测系统分为实时状态监测、气象信息展示、报表统计、系统管理共四个应用模块，每个应用模块又根据应用包含了若干个具体操作的子模块。
功率预测系统运行管理办法
功率预测系统运行管理办法第一章总则第一条为规范××公司（以下简称公司）各基层场站功率预测系统的管理，依据《西北区域发电厂并网运行管理实施细则》《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》，结合公司实际，制定本办法。
第二条本办法业务内容包括公司和基层场站布置的有关风电/光伏功率预测系统运行、维护和管理所需的软件和硬件，提供全场、各项目或单机风电/光伏有功功率预测的系统，包括测风塔及其附属通讯设备。
第三条关键名词术语解释（一）短期功率预测：预测次日零时起3天的有功功率，时间分辨率为15min。
（二）超短期功率预测：预测未来15min-4h的有功功率，时间分辨率不小于15min。
第四条本办法适用于公司综合管理部及各基层场站。
第二章组织职责第五条综合管理部是功率预测系统运行管理的归口部门，主要职责包括：（一）负责组织制定和实施提高预测精度的计划及措施，参与功率预测系统与测风塔设备的选型，工程质量验收及试运行等工作。
（二）负责跟踪并归档月度准确率和考核情况，为合同考核做数据基础。
（三）负责组织功率预测系统的业务管理和培训工作。
（四）负责对各场站的测风塔数据备份情况进行不定期抽查。
（五）负责监督本办法的现场执行，对违反场站有权提出考核处理意见。
第六条各基层场站主要职责包括：（一）负责对系统的安装、调试和运行情况进行监督、收集和反馈，提出对系统改进、升级和管理方面的建议。
（二）负责建立相关台账和运行记录，将系统软、硬件维护和使用注意事项等编入巡视点检标准、运行规程等文档，同时对相关文档和规定的执行情况进行监督和检查。
（三）负责更新和保存系统设备台账、使用说明文档、用户名和密码，负责软件备份和数据备份等工作，确保相关文档和措施符合相关要求。
（四）负责更新功率预测系统网络拓扑，制定和落实功率预测系统应急预案和故障恢复措施。
特别要做好功率预测系统二次安防工作，提高功率预测系统安全防护水平，对功率预测系统安全事件紧急及重要告警应立即处置并向上级调控机构以及主管部门报告。
风电功率预测系统功能规范
风电功率预测系统功能规范一、引言风电功率预测系统是利用机器学习和气象数据等信息，对未来一段时间内的风能发电的功率进行预测的系统。
该系统可以帮助风电场经营者提前做好调度和运维安排，以提高风电发电效率和稳定性。
本文将介绍风电功率预测系统的功能规范，包括系统的输入、输出、算法和用户接口等。
二、系统输入1.气象数据：系统需要接收与风能发电相关的气象数据，包括风速、风向、温度、湿度等信息。
2.风力发电场数据：系统需要接收风力发电场的基本信息，包括风机类型、容量、数量等。
3.历史数据：系统需要接收风力发电场的历史功率数据，以用于训练模型和进行模型验证。
4.调度参数：系统需要接收运营人员设定的调度参数，包括预测时间段、预测精度等。
三、系统输出1.功率预测结果：系统将输出未来一段时间内风力发电的功率预测结果，以时间序列的形式呈现。
2.不确定性指标：系统将输出与功率预测结果相关的不确定性指标，包括置信区间、误差范围等。
四、系统算法1.数据清洗：对接收到的气象数据和风力发电场数据进行清洗和预处理，去除异常值和噪声。
2.特征提取：从经过清洗的数据中提取与风能发电相关的特征，包括风速、风向等。
3.模型训练：利用历史数据和提取的特征，训练风能发电功率的预测模型，可以采用机器学习算法，如支持向量机、随机森林等。
4.模型验证：对训练好的模型进行验证，使用部分历史数据进行模型测试，并评估模型的准确性和稳定性。
5.预测结果生成：利用训练好的模型和实时的气象数据，生成未来一段时间内的风能发电功率预测结果。
6.不确定性估计：根据模型的预测误差和历史数据的统计特征，估计预测结果的不确定性指标。
五、用户接口1.登录和注册：系统提供用户登录和注册功能，以确保数据安全和系统权限管理。
2.数据导入：用户可以将气象数据、风力发电场数据和历史数据导入系统。
3.参数设定：用户可以设定系统运行的参数，如预测时间段、预测精度等。
4.结果展示：系统将以图表等形式展示功率预测结果和不确定性指标，方便用户直观了解。
功率预测系统
短期风电功率预测
什么是短期风电功率预测? 当日预报：未来 72小时的风电场并网功率预测曲线。每 15 分钟一 个预报点，每天滚动预报一次。
超短期风功率预测
什么是超短期风电功率预测? 当前时刻预报： 从预报时刻至未 来 4 小时，电场并网功率预测曲线。 每 15 分钟一个预报点， 每15 分 钟滚动预报一次。
数据上报
短期上报
如果当前时间超过7:30，取当天上报 成功数据，否则取昨天上报数据，成 功数据条数>=3则正常，反之报警
超短期上报
取前一个15分
钟的上报成功
数据，如果有 理论功率上报
正常，反之报 如果当前时间超过
警
8:00，取当天上报成
功数据，否则取昨天
上报数据，成功数据
链路一：上报省调水新处 链路二：上报省调自动化
安全防护
进行网络隔离，规定 数据单向传输，过滤 并筛查数据。
服务器
运行风电功率预测模块，根据建立的 预测模型，基于采集的数值天气预报， 采用物理和统计相结合的预测方法， 并结合目前风电场风机的实时运行工 况对单台风机及整个风电场的出力情 况进行短期预测和超短期预测
3
功能篇
数据上报 实时监测
数据统计 预报
实时监测
测风塔实况
1#，2#测风塔实施数据， 10m，30m，50m，70m， 90m不同层高的风向、风 速，气温气压等的实时数据
全站、机头功率
全站功率以及150台所有机 组的单个机组功率均可采集 到，并可以Excle导出。
风廓图、风向玫瑰图
风廓图记录各层高一段时间 内的风速平均值 风向玫瑰图记录一段时间内 我厂的风向情况
风电功率预测的核心价值
核心价值
风功率预测运行规程
风功率预测系统运行规程1 适用范围本规程适用于景泰红山风电场监控系统，说明了风功率预测系统和相关参数，规定了风功率预测系统的操作方法和故障处理。
2 规范性引用文件《国家电网公司技术标准 Q/GDW215-2008电力系统数据标记语言－E 语言规范》《国家电网调〔 2010 〕 201 号风电并网运行控制技术规定》国家电网公司技术标准 Q/GDW432-2010 《风电调度运行管理规范》国家电网公司技术标准 .Q/GDW588-2011 《风电功率预测功能规范》国家电网公司调〔 2010 〕 201 号《风电并网运行控制技术规定》国家电网公司调水〔 2010 〕 348 号《风电场调度运行信息交换规范（试行）》国家电力监管委员会 5 号令《电力二次系统安全防护规定》》国家电力监管委员会电监安全〔2006〕34号《电力二次系统安全防护总体方案》标准《国能新能【 2012 】 208 号文件》3 系统概述风功率预测基本原理：通过实际风速/实际功率转换关系（非线性关系）寻找到预测风速/预测功率转换关系。
风功率预测系统在提高电网公司消纳能力、促进节能减排的同时也对提高风电企业运营管理效率具有重要意义，可以为风电企业带来直接经济效益。
风发电功率预测可以帮助电网调度合理安排常规电源发电计划，减少因风电并网而增加的旋转备用容量，增加风电上网小时数，减少温室气体排放的同时也为风电企业带来直接经济效益；通过对未来风电功率的预测，有利于风电企业提升运营效率和科学管理水平，例如可以在阴天、多云天，安排检修计划，增加发电小时数，提高经济效益；通过风发电功率预测，有利于电网合理安排运行方式和应对措施，提高电力系统的安全性和可靠性。
3.1系统架构风电功率预测系统包括：UPS电源、蓄电池（8组）、测风塔、内网服务器（风功率预测服务器）、外网服务器（数值天气预报服务器）、网络安全隔离设备（反向型）、风电功率预测交换机、PC工作站等。
风电综合通信管理终端与风功率预测系统规程
风电综合通信管理终端与风功率预测系统规程1 基本要求本技术规范所列之技术要求为工程最基本技术要求，供方应根据本技术要求配置成熟、可靠、性能要求应不低于有关的中华人民共和国国标、技术先进的产品和系统方案。
本技术规范所提技术参数和功能要求、性能指标等为满足工程需要而必须的最基本要求。
本技术规范未详细提及的技术指标，电力行业标准，IEC 标准，当某一项要求在上述几种标准中不一致时，要求供方选择最严格标准执行。
2 参照标准2.1 GB/T 13729-2002 远动终端设备2.2 DL/T 634.5101-2002 远动设备及系统第5-101部分：传输规约基本远动任务配套标准2.3 DL/T719-2000 远动设备及系统第5-102部分：传输规约电力系统电能累计量传输配套标准2.4 DL/T 634.5101-2002 远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问2.5 GB/T 15153.1-1998 远动设备及系统第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容性2.6 GB/T 17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验2.7 GB/T 17626.8-2006 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验2.8 OPC DA 1.0 用于过程控制的对象链接与嵌入数据访问接口V1.0 2.9 OPC DA 2.0 用于过程控制的对象链接与嵌入数据访问接口V2.0 2.10 OPC DA3.0 用于过程控制的对象链接与嵌入数据访问接口V3.03 工作范围供方的工作范围将包括下列内容，但不仅仅限于此内容。
3.1 负责合同设备的工厂试验、包装和运输。
3.2 负责合同设备的参数设置。
3.3 负责提供合同设备与已有调度端主站及风电场风机监控系统的通信。
3.4 负责提供合同设备的技术文件和图纸资料。
3.5 负责合同设备现场调试和保证期内的维修服务。
风功率预测系统
1.4 系统性能 风电功率预测系统不受风电场数量限制。 风电功率预测应不受风电场机组检修和扩建限制，即风电 场任何运行状态皆可进行功率预测。 风电功率预测模型计算时间小于5分钟。 单个风电场短期预测月均方根误差小于20%。 超短期预测第4小时预测值月均方根误差小于15%。 系统硬件可靠性应大于99%。 系统月可用率应大于99%。
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二、风功率预测系统构架
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பைடு நூலகம்
1、设备介绍 应用服务器：运行数据采集软件，与风电场风电综合管
理终端通信采集风机、测风塔、风电场功率、数值天气预 报、风电场本地风功率预测结果等数据。
数据处理服务器：根据建立的预测模型，基于采集的数 值天气预报，采用物理和统计相结合的预测方法，并结合 目前风电场风机的实时运行工况对单台风机及整个风电场 的出力情况进行短期预测和超短期预测。
随着风电并网规模的不断增加，风电对电力系统的影响也越来越显 著，而我国风能资源丰富的地区一般人口稀少，负荷量小，电网结构 相对薄弱。由于风能的随机性、间歇性特点，对电网的运行调度的带 来困难，影响了电网的安全稳定运行，并成为了制约风电大规模接入 的关键技术问题。
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2、风功率预测的核心价值 为了能在保障电网安全稳定运行的前提下，尽可能规模化接纳风电，
区间等条件查看温度湿度曲线图；如下图：
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4.4 报表统计模块 报表统计模块包含4个子模块，即：功率报表、气象报
表、限电记录报表、发电计划报表； 目前因系统原因只能查看气象报表相关内容，如下图：
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四、风功率预测系统技术指标
1、预测系统 风电功率预测系统采用差分自回归移动平均模型（ARIMA）、混沌时间序列分析、人工神
功率预测系统资料讲解
数据上报
短期上报
如果当前时间超过7:30，取当天上报 成功数据，否则取昨天上报数据，成 功数据条数>=3则正常，反之报警
超短期上报
取前一个15分
钟的上报成功
数据，如果有 理论功率上报
正常，反之报 如果当前时间超过
警
8:00，取当天上报成
功数据，否则取昨天
上报数据，成功数据
链路一：上报省调水新处 链路二：上报省调自动化
按照风速和功率对未来四 小时的风况和出力进行预
测超短期功率预测
短期功率预测
最长可预测未来七天的数 据，可以按功率，风速，
发电量预测。
数值预报，功率风速对比
主要是预报数据与实况数 据做对比分析。
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功率预测考核
短期功率预测 风功率预测上传
短期积分电量 测风塔，风机上传
功率预测考核
短期功率预测考核
日前风功率预测日均方根误差应小于 20%
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安全防护
进行网络隔离，规定 数据单向传输，过滤 并筛查数据。
服务器
运行风电功率预测模块，根据建立的 预测模型，基于采集的数值天气预报， 采用物理和统计相结合的预测方法， 并结合目前风电场风机的实时运行工 况对单台风机及整个风电场的出力情 况进行短期预测和超短期预测
3
功能篇
数据上报 实时监测
数据统计 预报
功能篇
数据上报
环境实况、功率实况、数值预报、 短期预测、超短期预测、短期上 报、超短期上报、气象要素上报 等数据。
实时监测
对测风塔实况，全站功率，机头功 率，风廓图，风向玫瑰图等实施数 据的监测
风功率预测系统详细说明.doc
风功率预测系统详细说明一、E:\NRFM文件夹介绍1.bin--------存放系统服务程序。
bin下的文件夹：nrfm-------界面程序文件夹。
nrfmcreatexbsftpsrv-------------生成上传调度程序文件夹。
nrfminterfacetcp-----------采集风机数据程序文件夹。
nrfmlocalwpfsrv-----------预测服务程序文件夹。
nrfmexecprocedure----------数据统计运算服务程序文件夹。
nrfmmonitor、nrfmwatchsrv--------------监测系统服务文件夹。
nrfmtransdatasrv--------通讯服务程序文件夹。
nrfmuploadftpsrv--------上传短期及超短期文件至南瑞厂家或者风机厂家程序文件夹。
2.config-------存放系统文件配置文件。
config下的文件夹：nrfm.ini--------界面配置文件。
nrfmtransdatasrv.xml------通讯配置文件。
monitorcfg.xml--------监控配置文件。
nrfmInterfacetcp.xml-------采集风机信息配置文件。
uploadftp.ini-----------上传短期及超短期配置文件。
3.database------存放数据库文件。
4.ftpdownbak------存放气象建模数据备份文件。
5.ftpdownload-------存放从反向隔离器下载的气象建模数据文件。
6.log--------存放系统服务运行日志文件。
7.report--------存放系统报表文件。
8.sftpfile--------存放临时生成的上传调度文件。
9.sftpfilebak--------存放已上传的调度文件。
10.风功率预测系统服务简介：开始——运行——输入“services.msc”回车。
风功率预测系统基础知识
风功率预测系统基础知识风功率预测系统⼀、风功率预测的⽬的和意义1. 通过风电功率预测系统的预测结果，电⽹调度部门可以合理安排发电计划，减少系统的旋转备⽤容量，提⾼电⽹运⾏的经济性。
2. 提前预测风电功率的波动，合理安排运⾏⽅式和应对措施，提⾼电⽹的安全性和可靠性。
3. 对风电进⾏有效调度和科学管理，提⾼电⽹接纳风电的能⼒。
4. 指导风电场的消缺和计划检修，提⾼风电场运⾏的经济性。
5.应相关政策要求。
⼆、设备要求提供的设备应满⾜《风电功率预测系统功能规范》中所提出的各项要求。
四、设备介绍可能涉及到的设备：以下出⾃北京中科伏瑞电⽓技术有限公司的FR3000F系统数据采集服务器：运⾏数据采集软件，与风电场侧风电综合通信管理终端通信采集风机、测风塔、风电场功率、数值天⽓预报、风电场本地风电功率预测结果等数据。
数据库服务器：⽤于数据的处理、统计分析和存储，为保证数据可靠存储，配置了磁盘阵列。
应⽤⼯作站完成系统的建模、图形⽣成显⽰、报表制作打印等应⽤功能。
风电功率预测服务器：运⾏风电功率预测模块，根据建⽴的预测模型，基于采集的数值天⽓预报，采⽤物理和统计相结合的预测⽅法，并结合⽬前风电场风机的实时运⾏⼯况对单台风机及整个风电场的出⼒情况进⾏短期预测和超短期预测。
数据接⼝服务器：负责从⽓象局获得数值天⽓预报，为保证⽹络安全在⽹络边界处配置反向物理隔离设备。
同时向SCADA/EMS系统传送风电功率预测的结果。
测风塔：测风塔测量数据（实时⽓象数据）是⽤来进⾏超短期功率预测的。
测风塔有两种类型，⼀是实体测风塔，⼀是虚拟测风塔。
⼀个风塔造价占系统的的20~30%左右。
实体测风塔：变化频繁的⾃然条件和复杂的地形地貌给预测系统增加了困难，实体测风塔的安装台数应根据风场的实际地理条件等情况进⾏安装，以保障预测的准确性。
实体测风塔应安装在风场5km范围内，通过GPRS或者光纤采集风塔的实时⽓象数据。
虚拟测风塔：是加装⼀些装置，直接采集风场风机上预测的风速、风向数据进⾏预测，它不需要在户外安装实体风塔，没有户外的维护⼯作。
风电工程风功率预测系统电气技术规范
风电工程风功率预测系统电气技术规范设备及外壳应可靠，无放电危险。
1.2 测控技术规范1.1.1 总体要求1.1.1.1 在系统设计时，应坚持标准化和开放性原则，选择符合开放性和国际标准化的产品和技术，选择开放性技术平台和软件架构，遵循统一的标准和规范。
系统应具有数据采集、数据处理、风电功率预测、数据统计分析、数据存储、图像生成、报表管理、数据接口、系统维护等功能。
数据库系统采用标准数据接口，具有与其它信息系统进行数据交换和共享的能力。
1.1.1.2 系统应在充分考虑风电场实际需求的前提下，把数据的安全、实时问题放到首位，做到安全实用，准确及时。
1.1.1.3 系统所采取的技术要求先进，符合相关技术规范的要求。
1.1.1.4 系统流程合理，界面友好美观。
1.1.1.5 系统满足国网公司Q／GDW 588-2011《风电场功率预测系统功能规范》要求，技术指标达到国内先进水平。
网络结构和安全防护方案满足电力二次系统安全防护规定的要求。
1.1.1.6 系统满足功率预测功能规范要求，其中数值天气预报、模型建立和训练以及影响精度的各种因素均由功率预测系统供方负责，系统验收以最终上报电网的精度作为考核指标。
1.1.1.7 不同风电场接入同一集控室中心的视为一个风功率预测单元，仅使用一套风功率预测系统。
需满足一套风功率预测系统分别报送风电场各自对应的上级电网的功能。
1.1.1.8 不同风电场对应同一电网公司，临近的风电场按照实际地理条件视情况可以归结为一个风功率预测单元的，仅使用一套风功率预测系统。
1.1.1.9 考虑处理受限、风电机组故障和机组检修等非正常停机对风电场发电能力的影响，支持限电和风电机组故障等特殊情况下的功率预测。
1.1.1.10 考虑风电场装机扩容对发电的影响，支持不断扩建中的风电场的功率预测。
1.1.1.11 对于风功率预测系统预测得到的曲线，可人工修正，人工修正应设置严格的权限管理。
1.1.1.12 能够对预测曲线进行误差估计，预测给定置信度的误差范围。
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风电功率预测系统功能规范（试行）国家电网公司调度通信中心目次前言 (III)1范围 (1)2术语和定义 (1)3数据准备 (2)4数据采集与处理 (3)5风电功率预测 (5)6统计分析 (6)7界面要求 (7)8安全防护要求 (8)9系统输出接口 (8)10性能要求 (9)附录A 误差计算方法 (10)前言为了规范风电调度技术支持系统的研发、建设及应用，特制订风电功率预测系统功能规范。
本规范制订时参考了调度自动化系统相关国家标准、行业标准和国家电网公司企业标准。
制订过程中多次召集国家电网公司科研和生产单位的专家共同讨论，广泛征求意见。
本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、信息要求、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。
本规范由国家电网公司国家电力调度通信中心提出并负责解释；本规范主要起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力有限公司。
本规范主要起草人：刘纯、裴哲义、王勃、董存、石永刚、范国英、郭雷。
风电功率预测系统功能规范1范围1.1本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、数据准备、数据采集与处理、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。
1.2本规范用于指导电网调度机构和风电场的风电功率预测系统的研发、建设和应用管理。
本规定的适用于国家电网公司经营区域内的各级电网调度机构和风电场。
2术语和定义2.1 风电场Wind Farm由一批风电机组或风电机组群组成的发电站。
2.2 数值天气预报Numerical Weather Prediction根据大气实际情况，在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。
2.3 风电功率预测Wind Power Forecasting以风电场的历史功率、历史风速、地形地貌、数值天气预报、风电机组运行状态等数据建立风电场输出功率的预测模型，以风速、功率或数值天气预报数据作为模型的输入，结合风电场机组的设备状态及运行工况，得到风电场未来的输出功率；预测时间尺度包括短期预测和超短期预测。
2.4 短期风电功率预测Short term Wind Power Forecasting未来3天内的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。
2.5 超短期风电功率预测ultra-short term Wind Power Forecasting0h~4h的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。
3数据准备风电功率预测系统建模使用的数据应包括风电场历史功率数据、历史测风塔数据、历史数值天气预报、风电机组信息、风电机组及风电场运行状态、地形地貌等数据。
3.1 风电场历史功率数据风电场的历史功率数据应不少于1a，时间分辨率应不小于5min。
3.2 历史测风塔数据a）测风塔位置应在风电场5km范围内；b）应至少包括10m、70m及以上高程的风速和风向以及气温、气压等信息；c）数据的时间分辨率应不小于10min。
3.3 历史数值天气预报历史数值天气预报数据应与历史功率数据相对应，时间分辨率应为15min，应包括至少三个不同层高的风速和风向以及气温、气压、湿度等参数。
3.4 风电机组信息风电机组信息应包括机组类型、单机容量、轮毂高度、叶轮直径、功率曲线，并网时间、位置（经、纬度）等。
3.5 风电机组及风电场运行状态风电机组及风电场运行状态数据应包括风电机组故障及人为停机记录、风电场开机容量和限电记录。
3.6 地形地貌数据3.6.1 地形数据应为CAD文件，包括对风电场区域内10km范围地势变化的描述。
3.6.2 地貌数据应通过实地勘测或卫星地图获取，包括对风电场区域内20km范围内粗糙度的描述。
4数据采集与处理风电功率预测系统实时运行需要的数据应包括数值天气预报数据、实时测风塔数据、实时输出功率数据、风电机组及风电场运行状态等。
4.1 实时数据的采集所有数据的采集均可自动完成，并可通过手动方式录入。
4.1.1 数值天气预报数据应能定时自动获取。
4.1.2 风电功率预测系统所用的实时气象数据应满足以下要求：a）测风塔位置应在风电场5km范围内且不受风电场尾流影响，宜在风电场主导风向的上风向；b）应至少包括10m、70m及以上高程的风速、风向、气温、气压等信息，时间分辨率应不小于5min,,c）风电场风电功率预测系统应通过GPRS或光纤采集测风塔实时气象信息，时间间隔不大于5min。
；d）风电场应通过电力调度数据网向电网调度机构风电功率预测系统传送风电场实时气象数据，时间间隔不大于5min。
；4.1.3 风电场实时功率数据的采集频率应小于5min，其中：a）电网调度机构的风电功率预测系统的数据应取自所在安全区的基础数据平台；b）风电场端风电功率预测系统的数据应取自风电场升压站计算机监控系统。
4.1.4 风电机组状态数据的采集频率应小于15min，其中：a）电网调度机构的风电功率预测系统的数据应通过电力调度数据网由风电场端风电功率预测系统获取；b）风电场端风电功率预测系统的数据应取自风电场计算机监控系统。
4.2 数据的处理所有数据存入数据库前必须进行完整性及合理性检验，并对缺测和异常数据进行修正。
4.2.1 完整性检验a）数据数量应等于预期记录的数据数量；b）数据的时间顺序应符合预期的开始、结束时间，中间应连续。
4.2.2 合理性检验a）应对功率、数值天气预报、测风塔等数据进行越限检验，可手动设置限值范围；b）应对功率的变化率进行检验，可手动设置变化率限值；c）应对功率的均值及标准差进行检验；d）应对测风塔不同层高数据进行相关性检验；e）应根据测风数据与功率数据的关系对数据进行相关性检验。
4.2.3 不合理及缺测数据的处理f）缺测功率数据应以前后相邻时刻的数据进行插补；g）大于装机容量的功率应以装机容量替代；h）小于零的功率应以零替代；i）其余不合理功率应以前一时刻功率替代；j）测风塔缺测及不合理数据以其余层高数据根据相关性原理进行修正；不具备修正条件的以前后相邻时刻的数据进行插补；k）数值天气预报缺测及不合理数据应以前后相邻时刻的数据进行插补；l）所有经过修正的数据应以特殊标示记录。
m）所有缺测和异常数据均可由人工补录或修正。
4.3 数据的存储a）应存储系统运行期间所有时刻的数值天气预报数据；b）应存储系统运行期间所有时刻的功率数据、测风塔数据，并将其转化为15min平均数据；c）应存储每次执行的短期风电功率预测的所有预测结果；d）应存储每15min滚动执行的超短期风电功率预测的所有预测结果；e）预测曲线经过人工修正后应存储修正前后的所有预测结果；f）所有数据应至少保存10a。
5风电功率预测应根据风电场所处地理位置的气候特征和风电场历史数据情况，采用适当的预测方法构建特定的预测模型进行风电场的功率预测，根据预测时间尺度的不同和实际应用的具体需求，宜采用多种方法及模型，5.1 预测的空间要求5.1.1 预测的最小单位为单个风电场。
5.1.2 风电场端的风电功率预测系统能够预测本风电场的输出功率。
5.1.3 电网调度端的风电功率预测系统应能够预测单个风电场、局部控制区域和整个调度管辖区域的风电输出功率。
5.2 预测的时间要求5.2.1 短期风电功率预测应至少能够预测风电场未来3天的风电输出功率，时间分辨率为15min。
5.2.2 超短期风电功率预测能够预测未来0h~4h的风电输出功率，时间分辨率不小于15min。
5.3 系统启动方式5.3.1 短期风电功率预测应能够设置每日预测的启动时间及次数。
5.3.2 短期风电功率预测系统应支持自动启动预测和手动启动预测。
5.3.3 超短期预测应每15min自动预测一次，自动滚动执行。
5.4 其他要求5.4.1 应考虑出力受限、风电机组故障和机组检修等非正常停机对风电场发电能力的影响，支持限电和风电机组故障等特殊情况下的功率预测。
5.4.2 应考虑风电场装机扩容对发电的影响，支持不断扩建中的风电场的功率预测。
5.4.3 对于风电功率预测系统预测得到的曲线，可人工修正，人工修正应设置严格的权限管理。
5.4.4 能够对预测曲线进行误差估计，预测给定置信度的误差范围。
6统计分析6.1 数据统计a）参与统计数据的时间范围可任意选定；b）历史功率数据统计应包括数据完整性统计、频率分布统计、变化率统计等；c）历史测风数据、数值天气预报数据统计应包括完整性统计、风速频率分布统计、风向频率分布统计等。
d）风电场运行参数统计应包括发电量、有效发电时间、最大出力及其发生时间、同时率、利用小时数及平均负荷率等参数的统计，并支持自动生成指定格式的报表。
6.2 相关性校验能对历史功率数据、测风数据和数值天气预报数据进行相关性校验，根据分析结果，给出数据的不确定性可能引入的误差。
6.3 误差统计能对任意时间区间的预测结果进行误差统计，误差指标应包括均方根误差、平均绝对误差率、相关性系数等，各指标的计算方法见附录A。
6.4 误差分析能根据误差统计和相关性校验的结果，判定误差产生的原因。
6.5 考核统计能对调度管辖范围内的各风电场上报的预测曲线进行误差统计。
7界面要求7.1 展示界面7.1.1 应支持风电场（群）实时出力监测，以地图的形式显示各风电场的分布，地图页面应显示风电场（群）的实时功率及预测功率，页面更新周期不应超过5min。
7.1.2 应支持多个风电场出力的同步监视，可同时显示系统预测曲线、实际功率曲线及预测误差带；电网调度机构的风电功率预测系统还应能够同时显示风电场上报预测曲线。
实际功率曲线需实时更新，更新周期不应超过5min。
7.1.3 应支持不同时刻预测结果的同步显示。
7.1.4 应支持数值天气预报数据与测风塔数据、实际功率与预测功率的对比，提供图形、表格等多种可视化手段。
7.1.5 应支持时间序列图、风向玫瑰图、风廓线以及气温、气压、湿度变化曲线等气象图表，对测风塔数据和数值天气预报数据进行展示。
7.2 操作界面7.2.1 应支持预测曲线的人工修改。
7.2.2 应具备开机容量设置、调度限电设置及查询页面。
7.2.3 应支持异常数据定义的设置，支持异常数据以特殊标识显示。
7.2.4 应具备系统用户添加和管理功能，支持用户级别和权限设置，至少应包括系统管理员、运行操作人员、浏览用户等不同级别的用户权限。
7.3 统计查询界面7.3.1 应支持风电场基本信息的查询，风电场基本信息应包括装机容量、风电机组类型、风电机组台数、接入变电站名称、接入电压等级以及开发商等。
7.3.2 应支持多预测结果的误差统计，提供表格、曲线、直方图等多种展示手段。