超大規(guī)模風(fēng)電基地風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】：超大規(guī)模風(fēng)電基地集中并網(wǎng)放大了風(fēng)電出力的波動性,對電網(wǎng)會造成劇烈的沖擊。為了使超大規(guī)模風(fēng)電基地安全并網(wǎng),就必須對風(fēng)電基地的生產(chǎn)狀況進(jìn)行實時監(jiān)測和預(yù)測,及時準(zhǔn)確地調(diào)整風(fēng)電生產(chǎn)計劃,平滑風(fēng)電出力。超大規(guī)模風(fēng)電基地風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)是風(fēng)電基地安全并網(wǎng)必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它通過及時、準(zhǔn)確地輸出監(jiān)測結(jié)果發(fā)揮作用。但是研究國內(nèi)外的風(fēng)電監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀,未發(fā)現(xiàn)有適合超大規(guī)模風(fēng)電基地的風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng),所以論文根據(jù)在構(gòu)建甘肅省酒泉千萬千瓦級風(fēng)電基地風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的過程中遇到的實際問題,對風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合、性能瓶頸和可用性三個方面的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。論文的主要研究內(nèi)容包括:1.研究超大規(guī)模風(fēng)電基地的特點及風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的組成和工作原理,建立風(fēng)電監(jiān)測的指標(biāo)和風(fēng)電規(guī)律分析的方法,設(shè)計并實現(xiàn)了一套實時、準(zhǔn)確、可靠的風(fēng)電基地監(jiān)測系統(tǒng)。2.針對風(fēng)電基地存在的風(fēng)電信息孤島問題,研究原始風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點,提出了一種基于ETL,用于風(fēng)電數(shù)據(jù)獲取、轉(zhuǎn)換與推送的模塊化數(shù)據(jù)整合系統(tǒng),解決了風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入問題,并使風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)成為風(fēng)電基地的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺。3.針對數(shù)據(jù)處理性能瓶頸問題,提出了一種基于消息傳遞接口和共享內(nèi)存的并行風(fēng)電數(shù)據(jù)服務(wù)模型,與客戶程序和并行數(shù)據(jù)庫共同構(gòu)成了柔性的風(fēng)電數(shù)據(jù)處理體系,在不顯著增加成本的條件下提升了風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)大數(shù)據(jù)量統(tǒng)計運(yùn)算的速度和可靠性。4.為了提升風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的可用性,建立動態(tài)可用性的概念以便在時刻的尺度表征系統(tǒng)繼續(xù)提供服務(wù)的可能性,基于動態(tài)可用性提出了一種動態(tài)預(yù)警/調(diào)度的高可用策略。借助BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多線程技術(shù),通過對動態(tài)可用性的動態(tài)預(yù)測實現(xiàn)高可用系統(tǒng)故障前的預(yù)警和切換,從而提高了風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的可用性。風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)基于以上關(guān)鍵技術(shù),在風(fēng)電基地層面實現(xiàn)了方便管理、平滑出力、安全并網(wǎng)與擴(kuò)展方便的設(shè)計目標(biāo),是風(fēng)電大規(guī)模集中接入后電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障手段,對促進(jìn)風(fēng)電推廣和提升風(fēng)電的市場競爭力具有重要意義。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng) 超大規(guī)模風(fēng)電基地 數(shù)據(jù)整合 并行技術(shù) 高可用
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 引言11-12
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)概述12-18
• 1.2.1 風(fēng)力發(fā)電的起源和發(fā)展12-14
• 1.2.2 現(xiàn)代風(fēng)電生產(chǎn)過程14-16
• 1.2.3 基于超大規(guī)模風(fēng)電基地的風(fēng)電接入方式16-18
• 1.3 風(fēng)電大規(guī)模集中接入對電網(wǎng)穩(wěn)定的挑戰(zhàn)及應(yīng)對措施18-22
• 1.3.1 風(fēng)電大規(guī)模集中接入對電網(wǎng)穩(wěn)定的挑戰(zhàn)18-19
• 1.3.2 常見的應(yīng)對措施19-20
• 1.3.3 超短期風(fēng)電預(yù)測技術(shù)20-22
• 1.4 風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及課題來源22-23
• 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀22
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀22
• 1.4.3 課題來源22-23
• 1.5 風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)23-24
• 1.5.1 風(fēng)電數(shù)據(jù)整合技術(shù)23-24
• 1.5.2 并行風(fēng)電數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù)24
• 1.5.3 風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的高可用技術(shù)24
• 1.6 論文的主要工作和章節(jié)安排24-26
• 第二章 超大規(guī)模風(fēng)電基地風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)理論研究26-42
• 2.1 引言26
• 2.2 風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的指標(biāo)體系26-28
• 2.2.1 基本監(jiān)測指標(biāo)27
• 2.2.2 匯總類指標(biāo)27
• 2.2.3 系統(tǒng)特性指標(biāo)27-28
• 2.3 風(fēng)電規(guī)律分析28-29
• 2.3.1 電能波動分析28
• 2.3.2 風(fēng)能利用狀況分析28-29
• 2.3.3 風(fēng)能資源分布分析29
• 2.4 超大規(guī)模風(fēng)電基地風(fēng)電監(jiān)測原理29-41
• 2.4.1 風(fēng)電數(shù)據(jù)的采集31-36
• 2.4.2 風(fēng)電數(shù)據(jù)的上傳與整合36-39
• 2.4.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲39-40
• 2.4.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理40
• 2.4.5 基于Web的風(fēng)電信息展現(xiàn)40-41
• 2.5 小結(jié)41-42
• 第三章 基于ETL的風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)整合研究42-67
• 3.1 引言42
• 3.2 原始風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)特征分析42-45
• 3.2.1 數(shù)據(jù)來源不統(tǒng)一43
• 3.2.2 數(shù)據(jù)格式不一致43-45
• 3.3 基于ETL的數(shù)據(jù)整合原理45-48
• 3.3.1 ETL與VDB的對比分析45-47
• 3.3.2 ETL的原理分析47-48
• 3.3.3 ETL原則指標(biāo)48
• 3.4 ETL風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)整合算法48-54
• 3.4.1 元數(shù)據(jù)設(shè)計48-49
• 3.4.2 數(shù)據(jù)抽取49-50
• 3.4.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換50-53
• 3.4.4 數(shù)據(jù)加載53-54
• 3.5 風(fēng)電監(jiān)測數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的實現(xiàn)54-62
• 3.5.1 整體結(jié)構(gòu)54-55
• 3.5.2 監(jiān)控模塊55-56
• 3.5.3 數(shù)據(jù)抽取模塊56-59
• 3.5.4 匯編模塊59-61
• 3.5.5 加載模塊61-62
• 3.5.6 錯誤處理機(jī)制62
• 3.6 實驗與分析62-65
• 3.6.1 數(shù)據(jù)正確性驗證與分析63
• 3.6.2 服務(wù)性能驗證與分析63-64
• 3.6.3 數(shù)據(jù)的實時性驗證和分析64-65
• 3.7 小結(jié)65-67
• 第四章 基于并行技術(shù)的風(fēng)電數(shù)據(jù)處理研究67-86
• 4.1 引言67
• 4.2 并行風(fēng)電數(shù)據(jù)處理需求分析67-70
• 4.2.1 引入并行技術(shù)的必要性分析67-68
• 4.2.2 引入并行技術(shù)的可行性分析68-70
• 4.3 并行風(fēng)電數(shù)據(jù)處理體系70-71
• 4.3.1 整體結(jié)構(gòu)70-71
• 4.3.2 性能提升的評價指標(biāo)71
• 4.4 并行風(fēng)電數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計71-74
• 4.4.1 風(fēng)電數(shù)據(jù)庫的特點71-72
• 4.4.2 并行風(fēng)電數(shù)據(jù)庫體系72-73
• 4.4.3 并行數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)73-74
• 4.5 并行風(fēng)電數(shù)據(jù)服務(wù)模型74-80
• 4.5.1 并行服務(wù)程序的接入方式74-76
• 4.5.2 基于MPI和共享內(nèi)存的并行處理模型76-78
• 4.5.3 虛擬分區(qū)算法研究78-79
• 4.5.4 數(shù)據(jù)計算的一般原則79-80
• 4.6 基于MPI的并行數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)開發(fā)80-82
• 4.6.1 并行服務(wù)結(jié)構(gòu)設(shè)計80
• 4.6.2 可靠性分析80-82
• 4.7 實驗82-84
• 4.7.1 獲取數(shù)據(jù)性能提升驗證82-83
• 4.7.2 聚集函數(shù)計算測試83-84
• 4.7.3 一般性計算（非聚集函數(shù)計算）測試84
• 4.8 小結(jié)84-86
• 第五章 基于動態(tài)預(yù)警/調(diào)度的高可用性研究86-109
• 5.1 引言86
• 5.2 高可用性概述86-91
• 5.2.1 高可用性的定義86-87
• 5.2.2 影響系統(tǒng)可用性的因素87-88
• 5.2.3 高可用系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)88-89
• 5.2.4 構(gòu)建高可用系統(tǒng)的原則89-91
• 5.3 動態(tài)預(yù)警/調(diào)度原理91-102
• 5.3.1 經(jīng)典可用性的局限性分析91-92
• 5.3.2 可修復(fù)系統(tǒng)的動態(tài)可用性92-93
• 5.3.3 動態(tài)預(yù)警/調(diào)度算法93-96
• 5.3.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點可用性預(yù)測96-100
• 5.3.5 基于多線程的動態(tài)預(yù)警/調(diào)度設(shè)計100-102
• 5.4 高可用監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)102-105
• 5.4.1 系統(tǒng)接口103
• 5.4.2 本地資源管理103
• 5.4.3 高可用管理103-105
• 5.5 實驗與分析105-107
• 5.5.1 預(yù)測的準(zhǔn)確性驗證105
• 5.5.2 預(yù)測速度驗證105-106
• 5.5.3 可用性提升驗證106-107
• 5.6 小結(jié)107-109
• 第六章 應(yīng)用案例——酒泉風(fēng)電基地風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)109-122
• 6.1 引言109
• 6.2 酒泉風(fēng)電監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)109-111
• 6.2.1 功能結(jié)構(gòu)109-110
• 6.2.2 硬件結(jié)構(gòu)110-111
• 6.3 系統(tǒng)運(yùn)行效果111-117
• 6.3.1 業(yè)務(wù)功能111-114
• 6.3.2 管理功能114-117
• 6.4 風(fēng)電數(shù)據(jù)分析117-121
• 6.4.1 風(fēng)電出力特性分析117-119
• 6.4.2 風(fēng)電質(zhì)量評估119-121
• 6.5 小結(jié)121-122
• 第七章 結(jié)論與展望122-125
• 7.1 結(jié)論122-123
• 7.2 主要創(chuàng)新成果123
• 7.3 展望123-125
• 參考文獻(xiàn)125-135
• 發(fā)表論文和參加科研情況135-136
• 附錄136-141
• 致謝141-142

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