风电场综合监控系统实施研究

针对大岗子风电场监控系统现状指出了风电场、变电站存在的问题,即机组未完全开放通信及控制接口,风电扬与变电站之间无统一的通信规约或协议、现有机组监控系统与上级调度部门无有效接口无法在线调节无功功率等,变电站存在无统一的通信规约,系统安全要求较高的问题,按照变电站-风电场一体化的设计思路,提出了风电场综合监控系统实施方案,阐述了风力发电机组、变电站、测风塔数据监测等4个具体应用技术环节。     

数字化技术在大唐卓资风电场的应用

为了解决当前大型风电场中不同厂家风机监控无法兼容,风机监控与升压站监控无法统一通信等导致的风电场运行、管理和维护问题,在借鉴数字化变电站技术应用经验的基础上,一种以IEC 61850和IEC6 1400-25标准为基础的数字化风电场技术解决方案被提了出来,研究了方案的技术特点、系统结构和功能组成。方案在大唐国际内蒙古卓资风电场(88 MW)应用,成功实现了卓资风场集全风场各型风机监控、升压站监控及风场自动发电控制、发电功率优化功能于一体的新型数字化风电场综合自动化监控系统。卓资工程新系统投运后效果良好,达到了系统设计的目标和要求,极大地提高所在风电场的自动化运行水平。     

调度中心大规模风电场实时在线监控系统

论述了电网调度中心实现大规模风电场实时在线监控的解决方案,介绍了大规模风电场实时在线监控系统的结构和功能。通过OPC接口,风电场综合通信管理终端与风电场本地监控系统通信,完成风电数据采集任务;通过电力调度数据网络或专线通道将数据上传到调度中心风电场监控主站系统。主站系统可以根据调度指令向各受控风电场下发功率控制和电压控制设定值,通过风电场综合通信管理终端在线控制风电场有功功率和升压站母线电压,从而实现大规模风电场的自动发电控制(AGC)和自动电压控制(AVC)。系统已在内蒙古西部电网调度中心投入运行。     

基于统一平台的风电场中央监控系统主站设计

风电场中央监控系统是实现大型风电场现代化集中管理必不可少的有效工具,但国内风电场监控多停留在单机或单一风电场监控,且不同类型风电机组监控系统版本难以兼容,为此提出了基于统一平台的风电场中央监控系统方案,采用跨平台的开发工具实现多个风电场的统一监控。在系统总体结构设计基础上,重点给出系统主站的硬件和软件部分设计,并对主要技术难点加以分析。目前,该系统已在国内某风电企业成功运行两年多,具有标准化、开放性、安全性与可靠性等优点,解决了国内现有风电场监控系统存在的问题,今后有望在我国大型风电场得到推广。     

风电场群远程集中监控与生产管理系统设计

结合江西近年来建设风电场群远程集控系统的经验,介绍风电群的集中控制和生产管理系统的设计。远程集控和生产管理系统以SCADA系统和安全可靠的通信条件为基础,结合风功率预测系统、远程视频系统、生产管理应用等多个子系统构建完整全面的风电场远程监控系统,以实现风电场的"少人值守、无人值守"的运行模式,降低风电场运营成本,提高电网调度的可靠性。     

风电集群有功功率控制及其策略

鉴于大规模风电并网的集中控制和精细化调度要求,文中基于区域有功功率分层调度思想,设计了风电调度中心站—风电集群控制主站—风电场控制执行站3层体系架构的风电集群有功功率控制系统,并给出风电集群控制主站和各场站间控制接口的设计方案。继而考虑风电场、分散接入风电机组的调节性能差异,针对运行实际需求提出一套面向集群控制主站的有功功率控制策略,实现风电场有功控制模式的在线决策和相应模式下的有功功率指令值的在线快速计算,并验证了控制策略的有效性。所建系统可实现风电集群内风电场、分散机组的统一调度与监控,并且在充分利用电网接纳风电能力的同时提高集群运行的经济性,有效解决目前风电分散控制导致的资源浪费、协调困难等问题。     

大规模风电场监控智能通信管理终端

介绍了内蒙古西部电网调度中心用于大规模风电场信息采集和监控的FR1智能通信管理终端的相关技术和功能.FR1基于OPC接口与风电场本地监控系统通信,完成风电数据采集任务,使用扩展IEC 60870-5-102规约,通过调度数据网络或专线通道将风电场历史数据和实时数据上传到内蒙古西部电网调度中心.调度中心可以通过FR1向风电场下发功率控制和电压控制设点值,在线控制风电场有功功率和升压站母线电压.     

电厂ECS纳入DCS监控集成自动化系统研究

为了解决电气分散分布式测控、保护系统间数据信息交互实时性较差、准确性不高等问题,根据统一通信协约标准,建立电厂电气监控系统(ECS),并提出将ECS纳入分散控制系统(DCS)的集成一体化自动监控方案,最终形成电厂监控集成自动化系统。该系统采用面向电气间隔服务的分层架构模型,确保电气终端智能装置与ECS和DCS间数据信息的无缝传递。实际应用效果表明,监控集成自动化系统将ECS有效融入DCS,减少了控制系统间的接口,增加了控制可靠性,实现了单元机组智能一体化协同控制。     

考虑频率约束及风电机组调频的风电穿透功率极限计算

随着风电渗透率持续增加以及虚拟惯性/一次调频控制技术逐步推广应用,准确计算风电穿透功率极限对于确保电网安全稳定运行和指导风电并网规划建设具有重要意义。为此,文中定量表征了风电场虚拟惯性响应特性,并采用传递函数模型表示风电场一次调频响应特性,进而建立了包含风电场、同步发电机组调频控制的电网等值转子摇摆方程,用于描述电力系统频率响应特性。在此基础上,以电网稳态频率偏差约束和频率变化率约束为边界条件,提出了风电穿透功率极限的解析求解方法。最后,通过IEEE 14节点系统算例验证了所提方法的精确性和有效性。     

含风电场的互联发电系统可靠性评估

为得到更准确的风速序列,建立了小时级的时序风速概率分布模型,并根据该模型进行抽样获得时序风速序列。考虑风电机组的功率输出特性、尾流效应等因素,建立了风电场可靠性模型。采用分区的方法,结合增加了由25台风电机组组成的风电场的IEEE-RTS 24节点算例,利用时序蒙特卡洛模拟法对含风电场的互联发电系统进行可靠性评估。所提模型考虑了风速和负荷的时序相关性以及风电机组的功率输出特性、尾流效应等影响风电场出力的因素,使风电场接入系统后的可靠性评估更为客观、准确。     

某风电场智能化远程集控系统设计

为满足风电场“无人值班、少人值守”的运行模式,实现风电场监控管一体化,探讨了风电场智能化远程集控系统设计方案。在阐述了集控系统总体设计要求的基础上,提出了一种开放式、分层分布式体系结构的集控系统框架,详细介绍了集控系统与风电场、风电企业总部及电力调度之间的数据和语音通信,集控系统与风电场间采用消息中间件点对点常连接方式。设计了集控系统生产运行监控、智能分析诊断、生产运营管理等功能模块配置,利用大数据挖掘技术实现智能分析诊断等高级应用。集控系统设计方案可为风电场信息化、智能化提供较好的技术支撑,提高风电场生产运维管理水平。     

冗余组合式风力发电系统控制器的设计

提出了基于CAN现场总线的中小型风机控制系统方案,介绍了其硬件电路和软件的总体框架。系统包括主控制器和功率模块。功率模块是基本的控制单元,独立控制一路风机;主控板对所有功率模块进行管理,进行电站工作参数采集、蓄电池温度补偿、报警信号的输入输出,以及与监控主机的通信。主控板和功率模块之间采用CAN总线进行通信和控制。功率模块通过组合可满足不同容量风力发电站的需要。实验结果表明所采用方案正确可行,可延伸中小型风机的应用范围。     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

SCS-500W风电场有功功率控制装置研制

根据风电场有功智能控制系统的功能要求和风电场的运行特点,研制SCS-500W风电场有功功率控制装置.描述了该装置基于高速数字信号处理器(DSP)技术的硬件平台结构和模块化的软件设计方案,以及其软硬件特点及可靠性设计方案.该装置已在甘肃投入运行,效果良好.     

风储联合发电系统三站合一智能监控系统设计与实现

针对新型山地式风储联合发电系统存在的电压波动、谐波污染等问题，设计了基于感应滤波技术风储集成系统的新型拓扑结构。在此基础上，为解决风储联合发电系统成组方式各异、标准不统一、设备融合部署不实用等问题，提出了风电场、储能站和升压站“三站合一”的智能监控系统，给出了智能监控系统的总体建设方案。详细阐释了各模块的主要功能，实现了风电场厂站端系统的高度集成与一体化设计。搭建了“三站合一”仿真测试平台，对拓扑结构和功能进行了测试，验证了系统的可行性和有效性，为下一步示范工程的应用奠定了坚实的技术支撑。     

采用变速恒频机组的风电场并网问题研究综述

随着风电技术以及电力电子技术的不断进步,越来越多采用变速恒频机组的风电场被接入电网.变速恒频机组相对于传统的恒速恒频机组,在电机结构和控制机理上更为先进,能够实现更为灵活的电网接入.虽然变速恒频机组在一定程度上增强了电力系统的稳定性,但一些新问题也随之而来,例如先进的控制器显著增加了系统的复杂性、风机的功率变换器发出谐波电流降低了系统的电能质量等.此外,如何通过给变速恒频机组增加附加控制器,实现其与传输系统及储能系统的协调控制,以改善系统性能,也是当今学术界的一个重要课题.文中对上述这些采用变速恒频机组的风电场并网问题的最新研究成果进行了综述.     

计及风机故障相关性的发输电组合系统可靠性评估

随着风电场规模的不断扩大,风电并网对系统可靠性的影响越来越明显。基于非序贯蒙特卡罗模拟法建立了含风电场的发输电系统可靠性评估模型,该模型考虑了风速的随机性和同一风电场内风电机组停运事件的相关性。建立了计及风电上网量的多目标优化切负荷模型,并应用于风电场接入后系统可靠性评估。以IEEE RTS-79系统为例验证了算法和模型的有效性,并分析了风电场接入后系统可靠性的影响因素。     

冀北风电场无功调节分析系统开发和在线运行

介绍了冀北电网风电场无功调节能力自动分析系统的开发及在线应用情况。该系统以冀北电网智能调度技术支持系统为平台,在线读取冀北电网调度控制中心的WAMS动态数据,在线评估和分析各项指标。建立了风电场无功调节能力的指标体系,介绍了分析系统的主要功能模块及实现方案。实际运行分析表明,各分析计算模块具有很好的运行鲁棒性,能够对连续变化的风电场实时运行数据进行在线无功调节能力自动分析和评价。所开发的系统具有良好的应用推广价值。