数字热本与变用
数控技术
基于电流参数的风电厂功率控制系统设计
崔路
(许继电气保护自动化公司河南许昌461000)
摘要：基于风力发电间歌性、随机性的特点，提出了一种限踪线路电流实现风电厂有功功率优化控制的策略，保证了风电厂效益的最大化。其中应用PLC模块实现信号输入和信号指示控制,应用CDT和OPC通讯技术实现不同系统间的信息交互,并通过实际工程应用验证了方案的可行性。
关键调：风电厂功率控制OPCPLC 中图分类号:TP241
1引言
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2013)11-0011-03 系统结构图如(图1)所示：
国内风电厂广和负荷中心分布存在矛盾，负荷中心多集中在东部沿海地区，面风电厂比较集中在电网建设比较薄弱的偏远地区，随着风电厂容量增大，风电厂出线线路客量逐新与风电厂规模不适应，但基于风力发电间歇性，随机性、季节性的特点1-},在不重新架设线路的情况下，风电厂仍能处于发电状态，这样可以减少风电厂的经济损失。本文利用嵌入式计算机实现了一个风电厂功率控制系统。系统的功能是：自动跟踪风电厂出线线路电流值，根据设定策略向风机监控系统发出启动或停止风机的命令和台数，使风场功率输出在合理，安全的范围之内，本文重点介绍了系统的调节控制策略，
通讯接口技术和实际应用。 2系统结构设计
风电厂监控系统包括电气监控系统和风机监控系统。要完成与多个系统的通讯，系统需要具备丰富的硬件接口和协议转换规约。选用嵌人式无风计算机作为系统载体，优点是抗干扰、抗灰尘和运行稳定，同时兼具多个串、并接口，协议转换方面支持电力系统常用的IEC101，IEC104,ModbusRTU，部颁CDT等规约和常用于工业以太网总线通讯的OPC技术，规约可进行灵活的选择和配置。同时使用I/O接口驱动PLC模块接收用户控制信号和控制指示灯显示，实现了良好的人机交互。
风机监控系统受国外技术影响较大，常采用OPC接口作为主要通讯接口，功率控制系统优先选择OPC接口与风机监控系统通讯。根据经验，PLC控制器通常具有ModbusRTU接口，选用 ModbusRTU作为与PLC控制器主要通讯接口。电气监控系统支持常用电力通讯规约，功率控制系统选用部颁CDT规约进行通讯。
电气监控系统 cDT
ModbusRTU
PLC
功率控制系统
OPC客户端程序 7OPC服务器程序
风机监控系统
现场总线
风机控制器设备
图1风电厂监控系统结构
电气监控系统部分通过现场总线或者以太网把站内的保护，测控、控制及通讯装置与监控主站连接起来。电气监控系统中汇集了风电厂线路，母线，变压器等间隔的运行数据，功率控制系统通过与电气监控系统的通讯，获取风电厂出线的电流值作为功率控制系统的调节依据。风机监控系统通常采用现场总线与风机控制器作为系统内部通讯网，实时与各台风机控制器进行数据交互，功率控制系统通过与风机监控系统通讯获取各台风机运行状况，并通过风机监控系统控制风机启停。运行人员通过操作屏柜上的转换把手对功率控制系统功能进行投退操作，该功能通过向PLC控制器发送开人信号，PLC向功率控制系统发送通讯命令实现。同时通过PLC的开出
模块控制信号指示灯的显示。 3系统控制策略设计
系统针对风力发电特点具有大风天气、小风天气两套不同的的控制策略。小风天气策略原则是：风机慢切、少切、快投，少投；大风天气策略：风机快切、多切、慢投、少投，
将线路的A相电流值作为判据，分为4个限值，从低到高分别是：A1A2，A3，A4，对应的5个阶段分别是：启动阶段、正常运行阶段、切机阶段、大范围切机阶段、全场风机切机阶段。
每阶段控制策略：
(1)启动阶段：la≤A1；线路电流小于该值，风机以每次1台的数量启动；
(2)正常运行阶段：Al (3)切机阶段：A2≤Ia (4)大范围切机阶段：A3≤Ia (5)全场风机切机阶段：Ia>A4，无条件切除全场风机。
为了避免风场风机出现频需的切机、起机操作，小风天气情况下，在风机停机后且线路电流小于A1后，延时10分钟后再进行风机启动。大风天气情况下，延时15分钟后再进行风机启动，
逻辑图如(图2)所示：
作者简介：姓名：崔路(1983.9.4),性别：男，学历：本科,职称：工程师，主要研究方向：电力系统自动化,单位名称：许继电气保护自动化公司