数事热本与变用
数控技术
基于分散式风电的集控方案设计与实施
尚敏帅1王刚2
(1.辽宁电力勘测设计院辽宁沈阳110179;2.辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁沈阳110016)
摘要：当前分收式风场达到了风电场的无人值守的理想效累,使风电运行管理水平得到进一步提高。下文就分散式风电的设计与应用进行取
述。
关键调：分散式风电设计应用
中图分类号：TM76
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2014)03-0025-01
当前风电产业的特点是高度集中、高电压和远距离。风电出力特性相比常规能源，它的波动更大，随机性也比较较大，可预测性偏低，一般股情况下风电调度运行不能弃风。随之，风电产业采取“规模小、电压低，分布式、就地分散接人电力系统的风电形式呼之欲出，称为"分散式风电”，分散式发电特点为：总装机的容量低，风机切入切出对微电网冲击很小规模偏小，输电距离比较短，普运用风场把附近电网的变电站及输送线路，发出来的电能于地面快速消化，经济效益比较高，但风电也因分散的特点，也成了阻碍运行管理的
主要因素，从而对风电相关技术要求越来越严格"。 1分散式风场集中监控系统设计
1.1分散式风场集中监控系统设计方法
(1集控系统监控的范围为三个方面：一为所有风场风机相关数据，有各风机的开关量数据、测风塔数据、测量量的数据等；二为所有风场视频监控相关数据，有风场内各摄像头的采集数据；三为所有风场开关站的通测数据、遥信，有各相隔的测量量的数据、保护电能量数据等。(2)从数据网络的方面来看集控系统与调度系统样是平级的两个系统，可同时对风场运行情况进行监控。对监控中心下达要求及调度命令一般采取通电话的办法，监控中心则根据调度要求执行远程遥控。磁到特殊情况，调度就快速及时地用远程通控对各风场进行监控。(3)在监控系统的高级应用上设有监控中心内配备，例如：自动发电控制及自动电压控制、风功率预测。(4)有完整的监控系统是好的集控系统的必备条件，其配上开关站风机 SCADA系统、SCADA系统、视频监控系统。达到画面显示功能、数据采集和处理功能，事件顺序记录功能、遥控和操作闭锁功能等良好的效果，同时提高电压管理等。(5)各个相关系统必须确保可靠，在所有风电设备在运行的过程中要做到安全性、稳定性、实时性与实用性，系统可靠性的同时还要充分考虑到设备选型，系统配置是否为开放性。
1.2分散式风场集中监控系统的网络设计
(1)风场端的网络设计。因为风场内数据安稳定性、安全性等方面要求各不同，设计上报方式也跟着不同。例如视频数据独立组网，直接接人光端机上报。无功补偿信息，开关站信息本身是EC103报文，就可选择远动装置进行采集。对于气象测风信息、电能质量在线监测信息，电能量信息，风机监控信息，要进行规约转换装置转换为 IEC103报文之后由远动装置进行采集。再运用远动装置将数据分类处理转换为IEC104报文经过路由器及纵向加密一并送往调度与监控中心3。(2远程通信的网络设计。租用电力公司使用的通信通道是各风场及监控中心都设置有三个2M的独立数字通道。租用电力公司使用的通信通道是由离风场最近的变电站接人，再最远离监控中心的变电站接出。三个2M的通道供给视频信息、风机信息与远动信息进行使用。(3)监控中心内网设计。监控中心内采用的设计为双网设计，有3个安全区。其中一个区是实时控制区，由1个分机数据服务器.2个监控工作站.1个AGC服务器，1个AVC服务器和1个 GPS、2个数据采集服务器、2个风机操作员站组成。历史数据储存、安全监控，人机交互及网络管理功能及4座电场运行界面显示，从面达到风电场无需人值班的理想状态，达到对各风场设备情况有效监控的目的，提高对特殊状况下的判断能力；各风电场能安全的进行操作；各个风电场运行管理的进一步提高，也做到有效监控其他分
析系统及满足应用的需要。 2风电的实际应用
2.1风功率的预测的实施
用物理模型分析及统计模型为基础的预测过程称为风功率预
测，风电场未来的输出功率是依据数值天气预报数据及结合风力发电机组运行的情况预测分析出来的。而风功率预测子系统是依据风场实时有功无功数据与气象部门的数值天气预报数据、测风塔实测气象数据，要对未来某一时段风电场的发电情况进行分析预测是采用的是支持向量机、神经网络等多种计算法，并要及时报予电力调度部门，
2.2风场AGC的应用
当电网频率发生偏差较大时，为了使联络线的交换功率和系统频率能有效维持，各个控制地区应依据本区域内的控制误差来调控本地区内风力发电机组的出力，协调好电网从而进行调频。其电力系统调度依据风功率预测系统发布的风力发电场当前尽可能的最大出力，调度信息要充分考虑到经济能力.运行的安全性等制定出相应的控制发电对策，最后发送风场出力目标值到风机服务器。风机服务器再依据机组的实时运行工况及控制特性进行目标出力在风机上的分配，使风场功率调整和跟踪得到实现，
2.3风场AVC的应用
如风场离负荷中心远，又接入末端电网的情况下，由于受负荷变化和受风力资源的影响，因而电压有较大波动，造成了风场发电大时电压低和发电小时的电压高的间题越发严峻，电网的安全运行得不到保障，因而实现对无功的自动控制与系统的电压十分迫切。以电力调度下发的控制电压目标值为根据风场实时运行工况及结合设备的安全因素。电网，利用控制算法产生单台风机的无功输出目标值及场内SVG的无功输出目标值，最后转发到风机服务器、 SVG控制器执行、开关站SCADA服务器，实现风场电压自动调整功
能的整个过程就是风场AVC子系统运行的表现。 3结语
随着风电产业的的不断的发展，面对越来越庞大的风场监控的数据量，想要提高系统运行能力其控制系统相应的就要有更好更强大的硬件。要达到对统计点某时间段内的原始数据或者统计数据进行统计运的目的，系统也应能提供通用统计的功能，这样广大的用户就可通过自由选择统计算法。还应针对越来越复杂的风场特点，制定出一体化的控制系统设计的解决方案。其控制系统能有效处理相关数据，风功率预测、AGC、AVC等系统不再是孤立存在的，而是
在同个数据服务、同个平台进行高效的应用。参考文献
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