光功率预测系统屏里面有哪些设备分别有什么作用

一、光伏功率预测系统作用介绍
      光伏功率预测系统是一款光伏电站气象、功率预报暨智能管理系统。本预测系统是以高精度数值气象预报为基础，搭建完备的数据库系统，利用各种通讯接口采集光伏电站远动系统和实时气象站数据，采用人工智能神经网络、粒子群优化、光电信号数值净化、高性能时空模式分类器及数据挖掘算法对各个光伏电站进行建模，提供人性化的人机交互界面，对光伏电站进行功率预测，为光伏电站管理工作提供辅助手段。功率预测技术在光伏电站超短期（未来 4 小时 ）预测结果均方根误差小于 10%的预测精度。和风电功率预测相比，光伏预测具有相对比较明显的确定性。太阳的运动轨迹能够清晰准确的计算出来，而影响光伏辐照度的因素，包括“云量、沙尘、雾霾、地形地貌”等要素，这些要素通过高精度数值气象预报可以得到比较好的刻画。最终，我们可以得到比风电预测更加准确的光伏功率预测结果。我公司的光伏预测系统可以准确预报电场未来 24 小时功率，预测精度可达 85%；超短期预测平均预测精度更是超过 90%；最大有效预测时长达到 72 小时。完全可以达到电网对光伏电站电力负荷输出的调度要求。 
(1)高精度数值气象预报
      如图所示，光伏预测系统以全球中尺度模式数值气象预报数据为基础，结合光伏电站微观选址及针对不同地域特点的参数化方案，经过大规模并行分布式计算机集群的模式计算优化后得到高精度的中小尺度数值天气预报，作为太阳能预报的基础。
(2)基于数据挖掘的数据净化
      SCADA光伏功率预测系统软件”需要处理海量光伏数据，包括光伏电站SCADA数据、EMS数据、NWP数据等。然而由于光伏电站运营、入网、维护等原因并不是所有数据都是有效数据。为了建立精确的光伏电站模型，系统通过智能数据过滤算法，剔出垃圾数据，保留有效数据，为光伏电站建模的数据净化打下了深厚的基础。
(3)光电数据模式识别
      不同的光伏电站具有完全不同的属性，例如装机规模、所处地理位置、电池板型号、气候条件、电网接纳条件等。因而开发不同的模型，使得系统能自适应的进行调整是“SCADA光伏功率预测系统软件”的一大优势。系统具备了基于标准接口的Python算法，可以根据现场需要随时将优化验证后的最新算法更新到电站预测服务器。
(4)通用光电信息数据交换平台
      SCADA平台系统兼容能够不同综自系统的数据交换协议，能够实时采集光伏电站的运行数据，同时具备采集数据质量检查及优化，数据分析、存储、转发等功能，配合气象预报数据，实现了光伏电站资源数据和光伏电站运行数据的融合。
(5)自动化数据上传与报表
      系统兼容各个省区不同预测主站的E文件规范标准及各种上传调度规约标准，同时支持常见EXCEL数据报表到处功能。用户能够对任意时间段的数据执行分析和报表生成的指令。
6)光伏电站AGC模块
      为了配合电网对光伏电站的负荷调度，系统能够针对特定的光伏电站开发自适应的光电负荷跟踪控制模块，根据太阳能资源的预报情况对光伏电站的逆变器实施智能监控，从而使实际负荷和预测负荷之间的误差最小，进而实现业主优先并网和电网优化调度的双方需要。

二、光伏功率预测系统屏的组成
      光功率预测系统屏是光伏电站用于预测未来发电功率、并向调度上报数据的核心屏柜，屏内设备围绕"数据采集—计算预测—安全传输—就地运维"这条主线配置，下面按功能分层说。屏内核心设备。
     1.功率预测服务器是屏内的大脑，通常部署在安全 II 区，运行物理模型加机器学习的混合算法，生成超短期（0~4 小时，15 分钟步长）和短期（24~72 小时，15 分钟或 1 小时步长）发电功率预测曲线，同时按调度规范打包成 I 文件、P 文件，通过 104 规约或 FTP 上送调度主站。它会从内网数据库取逆变器实时出力、装机容量、历史气象等数据作为模型校正输入。
     2.气象/内网服务器（部分项目与预测服务器合并为一台）负责存储数值天气预报 NWP 和站内环境监测仪的实时气象数据（总辐照度、温度、风速、气压等），给预测服务器提供格式化的气象输入。大电站或高预测精度要求的项目会把这两台分开部署，小电站常见合并方案。
     3.外网服务器（选配）专门从气象机构（如 ECMWF、中央气象台）拉取 NWP 数据，经反向隔离器单向灌入内网。也有项目不单设，改为由站内数据网关机通过纵向加密从调度端获取 NWP。
     4.防火墙做 II 区与 III 区间、以及站内侧对外的访问控制，是电力二次安防的第一道闸。
     5.反向隔离装置（电力专用）放在外网到内网的路径上，保证气象数据只能单向进内网，防止外网风险反侵，等保复查必查项。
     6.纵向加密认证装置用于对调度主站建 IPSEC 加密隧道，预测文件上送和 NWP 下发都过这一道，是调度对接的标配。
     7.交换机屏内一般配 2 台，管理网和业务网分开，接服务器、防火墙、网关机。有的项目还会把屏内交换机直接纳入全站数据网拓扑。
     8.路由器（选配）如果站里数据网是以太网专线接入，屏内会带一台对接数据网接入层。
     9.KVM 切换器一套键鼠显示器切换控制多台服务器，屏面安装省空间，运维人员就地查曲线、校验上报文件、调参数都用它。
     10.显示器 / 工作站（部分项目主机放监控后台，屏里只留 KVM + 服务器）用于就地人机交互，看预测曲线偏差、重算模型、手动补报。
     11.数据网关机 / 通信管理机（部分厂家屏内集成，大电站会单列）从升压站综自系统采逆变器有功/无功、AGC/AVC 状态、SVG、箱变遥测等，也承担把预测结果按 104 规约转发调度的工作。小电站常由预测服务器兼任此角色。
     12.屏内配电单元直流 220V/110V 或交流 220V 进线，经空开、防雷、分路端子给服务器、交换机、隔离器、纵向加密统一供电，屏底布置。
关联设备：
     13.环境监测仪（辐照度、温湿度、风速风向、气压）架在场站辐射观测支架上，是超短期预测的硬输入，采样率一般 ≥1Hz，精度要求 ±2% 左右。站内数据链路经交换机连综自，拉逆变器、箱变、AGC 实时出力做模型校正，这部分虽然不在屏内，但验收时和屏内设备一起核。