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行較為精準控制，將有助于電網(wǎng)調(diào)度部門及時制定日運行方式和調(diào)度計劃，進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)架具有人數(shù)據(jù)處理能力強、資源利用率高、應(yīng)用成本低的優(yōu)點，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)進行了研究

3、。以風(fēng)力發(fā)電為例，結(jié)合團隊在風(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算模型;為實現(xiàn)該控制策略和計算模型，對所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)處理和計算要求進行了分析，并針對間歇性能源能量管理平臺的需求特點，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

4、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，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:

5、采用機組風(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現(xiàn)調(diào)度下達的調(diào)控目標，同時可以有效降低風(fēng)電機組的啟停次數(shù)，延長風(fēng)電機組及其關(guān)鍵部件的使用壽命。
　　(3)對風(fēng)力發(fā)電由于機組故障或棄風(fēng)而造成的出力損失情況進行了研究，提出了一種風(fēng)電場及機組出力損失的計算模型與方法，以及基于MapReduce技術(shù)的出力損失計算實現(xiàn)方案。利用風(fēng)電機組的歷史運行數(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)電機組出力損失計算模型，通

6、過該模型可以準確計算機組故障或者棄風(fēng)造成的出力損失。對基于MapReduce技術(shù)的出力損失計算方案的計算效能進行了分析，為將云計算與大數(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)合團隊在間歇性能源的監(jiān)控、運營管理和功率預(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)計方案，基