間歇性能源大數(shù)據(jù)處理與能量管理技術研究.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，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。但風力發(fā)電、光伏發(fā)電的間歇性、波動性制約著其發(fā)展。基于功率預測，通過合理的能量管理技術對間歇性能源的出力進行較為精準控制，將有助于電網(wǎng)調度部門及時制定日運行方式和調度計劃，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、隨著能量管理技術的深入研究，調控策略的實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)處理的需求日益增加，使用傳統(tǒng)的單/多線程結構化平臺，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)處理的云平臺構架已經在互聯(lián)網(wǎng)領域有了成功的應用，此種構架具有人數(shù)據(jù)處理能力強、資源利用率高、應用成本低的優(yōu)點，如果能夠將其應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，對以風力發(fā)電和光伏發(fā)電為代表的間歇性能源的區(qū)域性能量管理技術進行了研究

3、。以風力發(fā)電為例，結合團隊在風電監(jiān)控和風電功率預測方面的研究成果，提出了采用機組風速信息動態(tài)分類的風電場有功控制策略和由于故障或棄風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，提出了結合內存數(shù)據(jù)庫處理技術、傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫處理技術和Hadoop云平臺技術的系統(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生的大數(shù)據(jù)特點，結合傳統(tǒng)和新型數(shù)據(jù)存儲與處理技術，以及云平臺的分布式存儲和大數(shù)據(jù)處理技術，提出了一套復合的數(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)中的應用提供了重要數(shù)據(jù)基礎。
　　(2)以風力發(fā)電為例，研究了間歇性能源有功功率調控問題，提出了采用機組風速信息動態(tài)分類的風電場有功控制策略和將動態(tài)分類的思想應用于光伏發(fā)電調控的構想。研究結果表明:

5、采用機組風速信息動態(tài)分類的風電場有功控制策略可以比較精確的實現(xiàn)調度下達的調控目標，同時可以有效降低風電機組的啟停次數(shù)，延長風電機組及其關鍵部件的使用壽命。
　　(3)對風力發(fā)電由于機組故障或棄風而造成的出力損失情況進行了研究，提出了一種風電場及機組出力損失的計算模型與方法，以及基于MapReduce技術的出力損失計算實現(xiàn)方案。利用風電機組的歷史運行數(shù)據(jù)建立風速、風向與功率間的專家數(shù)據(jù)庫，基于該數(shù)據(jù)庫建立風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造成的出力損失。對基于MapReduce技術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)處理技術應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)技術中的私有云構建思路，結合團隊在間歇性能源的監(jiān)控、運營管理和功率預測方面的研究成果，提出一套支持區(qū)域性調控的大規(guī)模間歇性能源的能量管理私有云平臺的設計方案，基