电网风电调度自动化系统设计及实现研究

电网风电调度自动化系统设计及实现研究

发表时间：2018-06-21T15:24:21.073Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：杨鹏程

[导读] 摘要：社会的经济水平的提升，导致社会的生产和发展对于电力能源的需求也在不断的增强。

湖北能源集团齐岳山风电有限公司湖北利川 445400

摘要：社会的经济水平的提升，导致社会的生产和发展对于电力能源的需求也在不断的增强。将风力发电这一发电模式全方面的应用于电力企业的工作进程中，不仅有效的降低了发电成本，同时也实现了不可再生的能源的节约和城市环境友好型的发展。因此开展电网风电调度自动化系统设计及实现研究，提升电网风电调度自动化系统设计及实现的工作的开展的完善性，可以促使我国的社会和经济获得可持续性的、环境友好型的以及高效性的发展。本文分析了电网风电调度自动化系统设计及实现。

关键词：电网风电；调度自动化系统；设计

随着社会的不断发展和科学技术的不断革新，我国的电力能源也开始被广泛的应用于人们的生产和生活当中的方方面面。风力发电是我国电力企业在开展电力能源供应工作时所应用的重要发电方式之一。开展电网风电调度自动化系统设计及实现研究，将自动化系统设计的应用与电网风电调度工作的开展相结合，可以使得我国的电力企业的风电供电水平得到更加良好的提升。

一、系统功能特点

电网末端网架结构不稳定，电源结构不够多元化，从而导致风电的接入会给区域电网的正常工作带来了严重的影响。而且，伴随着风电场数量的增多以及规模的扩大，风电装机容量在电网中所占据的比率也逐渐变多。风电场机组对电网的意义与价值也越来越大。在风电并网应用不断普及的现在，电压稳定性、暂态稳定性、频率稳定性等问题逐渐凸显。基于全面提升风电外送能力，优化风电并网电能质量的目的，在风电场设计与建造过程中应该引进更多的高科技。

二、电网风电调度自动化系统设计

1.有功功率控制系统。有功功率控制系统所使用的方式是与传统AGC 的调度方式相似，即为利用风电机组自身的有功功率控制的特征，将风电场的所有指令根据最优状态进行分配，自动控制风电场每一台机组的工作，在保证电网安全运行的基础上最大程度的提升风电场的有功输出，进而力求实现风电场机组能够发挥最大的功效。另外，有功功率控制系统还能够利用遥控的方式来对风电进组进行实时启停与控制，可以在紧急情况的时候随时控制风电机组的启停。有功功率控制系统结构包括调度中心站、控制主站、风电场控制子站以及风电机组现地控制等。在系统结构中的调度中心能够根据风电场预测系统所预测的相关数据来实现风电功率、电量参加发供电支架女的平衡。其中控制主站能够把调度中心站所形成的各个受控风电场的允许最大功功率发电曲线下发到对应的风电场来工作，以最大程度的接纳风电。

2.风电功率预测系统。风电功率预测系统能够对风电机组各种数据进行科学的预测。该系统能够根据风电场所在地理区域的气候特征以及风电场以往的数据使用物理与统计方法来构建模型，对风电场的各种数据进行预测。当前风电功率预测系统所使用的为单机系统配置，其中功率预测服务器来进行所有的数据预测所需要的工作，例如数据采集、数据处理等。通过风电功率预测系统所得出的预测结果电网调度机构能够有条理科学的安排发电计划，合理的降低系统的旋转备用容量，从而提升电网的经济性与工作效率。

3.自动电压控制系统。电压- 无功控制是风电场调度工作中最为核心的问题。不论是风电场电压- 无功调节工作存在的复杂性，还是不同风电机组无功控制系统的多样性均需要完善的调度系统控制系统来保证其安全运行，来发挥其无功调节的作用。AVC（风电场自动电压控制系统）是风电场满足电网需求和优化自身管理控制质量的重要需求。风电场自动电压控制系统包括风电机组SCADA 以及变电站SCADA，通过变速恒频风电机组来实现所有无功电压调节设备的协调与控制，进而满足风电场并网的控制管理需求。我国的风电场通常都使用集中式开发方式，风电场旁通常都会建设升压变电站，在旁升压后会通过输电网将电能传送到系统变电站。风电场自动电压的最终目的就是在最大程度控制成本低情况让风电场PCC 的无功电压水平始终处于U-Q 水平内。自动电压控制系统是一个能够实现多目标、多系统协调优化的自动化系统，其需要风电场本地升压站综合自动化系统、风电场监控系统以及无功补偿设备一同来完成工作。需要针对风电场机型的实际情况、不同的补偿方式来有针对性的设计满足每个风电场实际情况的无功源设备协调调度控制策略。

三、电网风电调度自动化系统实现策略探究

开展电网风电调度自动化系统设计的分配策略探究，主要可以将电网风电调度自动化系统设计的分配策略分为以下几点：

1.自动化系统的有功化控制策略实施。将循环调控系统应用于控制量在各类风机组中的均衡调配的工作开展进程中，进而确保分配工作的开闸的合理性和科学性。处于系统的较前位置的风机组被优先的控制，并且当风机组的控制工作开展完毕后，就可以随即将其转移到系统的后方位置，进而有效的实现自动化系统的有功化的循环控制，确保了自动化系统的有功化控制开展的系统性和全面性。

2.风机组有功分配策略的具体实施。开展风机组有功分配工作，需要根据当前的风机组的运行状况和每台风机组的具体情况进行测定和开展。同时在开展风机组有功分配工作时，也需要明确每台风机组的储备数额在全厂机组储备数额总量中所占的比例，进而得出分配功率的常量和分配功率的最大值和最小值两个极值。由于无功负荷变化及无功补偿设备配置等原因，实际运行中，无功不可能完全满足就地或分层分区平衡，在保证区域关口无功不外送的前提下，区域内各风电场之间无功协调分配，使无功在尽可能小的区域内平衡，优化网损；投入或切除无功设备可能使电压越限时，考虑控制组合动作，如投入电容器时预先调整主变分接头，使控制后电压仍然在合格范围内，但这样会减少线路无功传输。

3.自动化系统设计的有功分配原则。在开展自动化系统设计的有功分配工作时，应当首先启动功率较高的风力发电机械，并且根据不同机械的功率的不同进行其启动顺序的逐步排布。同时根据实际情况，所需预热和开机时间较长的机械可以优先的进行开机工作。根据电力企业的实际状况，也可以采用所需开机时间大于30min 的机械不关闭的原则来提升工作开展的效率。开展电网风电调度自动化系统设计的分配策略探究，主要可以将电网风电调度自动化系统设计的分配策略分为：自动化系统的有功化控制策略、风机组有功分配策略的具体实施以及自动化系统设计的有功分配原则三点。通过开展电网风电调度自动化系统设计的分配策略，明确电网风电调度自动化系统设计的分配的注意事项，可以有效的提升电网风电调度自动化系统设计的实现水平，为人民的生产和工作的开展提供更加强大的推动力，为我国社会和经济的发展开拓出更加广阔的发展空间和更加优良的发展前景。

开展电网风电调度自动化系统设计及实现研究，首先应当明确电网风电调度自动化系统设计结构，进而在明确电网风电调度自动化系统设计结构的基础上开展电网风电调度自动化系统设计的各个模块的作用的实现研究，最后进行电网风电调度自动化系统设计的分配策略