风光储基地数字孪生建模与运行能效提升技术研究及示范

风光储基地数字挛生建模与运行能效提升

技术研究及示范—、技术类别实用尖键技术。二、 总体目标2011年国家电网有限公司在张北建成国家风光储输示范工程，在新能源并网、运维和联合发电运行等多个方面突破了技术瓶颈，为新能源产业发展提供了重要的示范引领作用。冈光储电站经过多年运行，积累了大量的运维数据，数据价值巨大但尚未实现有效挖掘；另外，经过滚动研究，对风光储电站“机■群”运行的物理规律有了一定认识彳旦离线物理仿真、试验手段的准确性低、实效性差，无法支撑基地运行能效的进一步提升。近年来，数字学生技术已经在我国工业领域逐步应用，但在新能源发电领域还不成熟。本项目拟将数字李生技术引入风光储基地的运行能效提升研究，通过研究风光储基地多类型设备、多时空尺度海量异构数据的汇集治理技术，提出基于大数据镜像建模和在线物理仿真融合应用的风光储基地“机■群”运行能效缺陷的自动辨识与在线协同优化方法，开发风光储基地数字学生可视化展示分析平台并示范应用，支撑风光储基地数字化技术的实证应用和示范引领地位提升。三、 课题设置情况1基于云边协同的风光储基地海量异构数据同构化集成与质量治理技术研究；2基于数字学生模型的风光储发电设备性能缺陷在线辨识技术研究；3考虑多机尾流分布特征的风电场机群数字李生建模及机群主动偏航协同控制技术研究；4、风光储基地典型“机■群”数字李生虚拟3D展示与辅助决策平台开发及示范。四、 项目实施期限本项目研究的起止时间为2021年1月至2023年12月。五、 课题内容课题1:基于云边协同的风光储基地海量异构数据同构化集成与质量治理技术研究主要研究内容：(1为开究风光储基地的风光资源运行检修等多时间尺度异构数据的同构化集成技术；(2)5开究不同业务功能对风光储基地数据质量的差异化需求，研究基于云边协同的多源海量数据质量监测和治理技术。(3)研究风电机群来风资源、实时运行数据的在线交互和共享应用实现技术。预期目标：提出风光储基地多源海量异构数据的云边协同治理方案，形成面向不同业务应用需求的风光储基地数据质量监测和治理能力，建立风光储基地全域感知数据集，实现风电机群实时数据的交互共享应用机制。老核指标：(1)风光储发电设备汇集数据准确率达到96%以上，实时数据传输延迟不超过lmin；(2)申请发明专利2项；(3)发表核心期刊或三大检索论文1篇。课题2:基于数字李生模型的风光储发电设备性能缺陷在线辨识及运维技术研究主要研究内容：(1)6开究基于数字李生模型的风电机组发电能力缺陷在线辨识方法及动态自校正技术。(2)研究针对光伏组件多种缺陷的智能图像识别技术，研究基于多源多尺度数据的光伏发电单元多层级缺陷在线辨识及运维技术。(3)研究基于多时间尺度SOC-SOH协同估计的储能单元数字学生建模方法，研究储能单元充放电性能缺陷的在线辨识及运维技术。预期目标：构建反映典型缺陷特征的风光储发电设备数字李生模型，提出风光储发电设备数字学生虚拟系统与真实系统的信号交互方案，指导风光储发电设备精细化运维，实现风光储发电设备发电性能提升。老核指标：(1)覆盖风光储发电设备的至少3类典型缺陷，辨识准确率达到80%以上；(2)申请发明专利2项；(3)发表核心期刊或三大检索论文1篇。课题3:老虑多机尾流分布特征的风电场机群数字学生建模与机群主动偏航协同控制技术研究主要研究内容：(1)5开究老虑多机尾流分布特征的风电场机群数字李生建模技术；(2为开究风电场机群数字李生虚拟系统的典型工况场景生成及应用验证方法。(3为开究老虑尾流时空差异特征和单机偏航控制特性的风电场机群主动偏航协同控制技术。预期目标：建成面向发电能效提升的风电场机群数字学生虚拟系统，实现电站级数字李生虚拟系统与真实场景的交互验证，提出基于多机数据实时共享的风电场机群主动偏航协同控制方法，支撑风电场运行能效提升。老核指标：(1)典型机群数字李生应用后，发电量提升1%〜3%；(2)申请发明专利2项；(3)发表核心期刊或三大检索论文1篇。课题4:风光储基地典型“机•群”数字李生虚拟3D展示与辅助决策平台开发及示范主要研究内容：(1研究风光储基地典型“机■群”数字李生虚拟系统与真实物理系统的数据交互实现技术；(2)研究基于数字学生虚拟系统的风光储基地“机・群”3D可视化展示技术；(3)开发风光储基地典型“机■群”数字学生虚拟3D展示与辅助决策平台，完成示范应用。预期目标：建设风光储基地典型“机■群”的数字李生虚拟系统，实现复杂物理动态过程的3D展示、时序推演与在线优化，形成风光储基地运行能效提升的技术解决方案，为新能源电站的数字化转型提供样板示范。老核指标：(1)建立风光储基地典型“机■群”数字学生虚拟3D展示与辅助决策平台，虚拟系统覆盖至少三类新能源发电设备，覆盖容量不小于5万千瓦；(2评台运行可靠性达99.9%持同屏不少于10000个目标显示，展示画面切换时间不大于2s，数据刷新响应时间不大于2s；(3)申请发明或实用专利3项；(4)发表核心期刊或三大检索论文2篇；(5)完成软著登记3项。六、 成果应用与转化项目尖键技术成果可应用于风电场、光伏电站或风储、光储、风光储联合电站，提升数字化