間歇性能源大數(shù)據(jù)處理與能量管理技術(shù)研究.pdf

1、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(yáng)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(dòng)性制約著其發(fā)展?；诠β暑A(yù)測(cè)，通過(guò)合理的能量管理技術(shù)對(duì)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(duì)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，

2、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(duì)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(tái)，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(tái)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)架具有人數(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(wèn)題。
　　本文基于大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)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

3、。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(cè)方面的研究成果，提出了采用機(jī)組風(fēng)速信息動(dòng)態(tài)分類的風(fēng)電場(chǎng)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(duì)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(duì)間歇性能源能量管理平臺(tái)的需求特點(diǎn)，提出了結(jié)合內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)處理技術(shù)、傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)處理技術(shù)和Hadoop云平臺(tái)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

4、過(guò)程中所遇到的問(wèn)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(guò)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(chǔ)與處理技術(shù)，以及云平臺(tái)的分布式存儲(chǔ)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(chǔ)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(wèn)題，提出了采用機(jī)組風(fēng)速信息動(dòng)態(tài)分類的風(fēng)電場(chǎng)有功控制策略和將動(dòng)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:

5、采用機(jī)組風(fēng)速信息動(dòng)態(tài)分類的風(fēng)電場(chǎng)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(zhǎng)風(fēng)電機(jī)組及其關(guān)鍵部件的使用壽命。
　　(3)對(duì)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(chǎng)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(kù)，基于該數(shù)據(jù)庫(kù)建立風(fēng)電機(jī)組出力損失計(jì)算模型，通

6、過(guò)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(duì)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(yíng)管理和功率預(yù)測(cè)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(tái)的設(shè)計(jì)方案，基