[实用新型]风电场运行集中监控系统

说明书

【技术领域】

本实用新型属于电力系统技术领域，尤其涉及一种应用于电网调度机构的风电场运行集中监控系统，能够实现对电网调度机构所辖区域内风电场输出有功功率、无功功率、并网点电压的实时监控，完成对风电场进行全场AGC、AVC自动控制。 

【背景技术】

风能开发利用作为一种经济、清洁的可再生新能源，在增加能源供应、调整能源结构、保证能源安全、保护生态环境、减排温室气体和构建和谐社会方面已起到了重要的作用。风力发电近年来在国家的大力扶持下获得了巨大的发展，由于风力发电的随机性、间歇性的特点，造成电网运行调度的困难和复杂化，对电网的安全稳定运行造成了很大影响，因此电网调度机构迫切需要实现风电场风机运行的实时监控。 

AGC是现代电网控制的一项基本和重要功能，是建立在能量管理系统(EnergyManagement System，简称为EMS)和发电机组控制系统间闭环控制的一种先进的技术手段。实施AGC可以提高电网运行的经济性，减少调度运行人员的劳动强度。目前AGC在常规电源如水电厂、火电厂中已得到成熟应用，但风电方面的应用在国内仍属空白。 

实现AGC的前提是风电场的风机监控系统必须具有功率控制能力，并能够向外提供通信接口和协议执行AGC控制指令。目前一些风机监控泵统已经具备了单台风机、成组风机的功率控制和分配功能，为AGC的实现提供了良好基础，但在通信协议方面，各厂商风机监控系统使用的技术一般都为私有技术，没有统一标准，也不对外开放，导致信息无法有效地集成和共享。在风电功率控制方面，针对不同类型风机的控制，只能单独进行开发和实施，缺乏成熟的技术实施方案。 

因此为了能够在风电场实现与常规电源类似的自动发电控制，需要在参考常规电源AGC运行经验的基础上，同时结合风电的特点，从电网调度 侧和风电场侧整体考虑风电AGC的实现方案，确定风电AGC的控制流程，在风电场侧通过通信协议的标准化解决不同类型风机的统一控制问题，在电网调度侧利用EMS提供的风电发电计划和AGC功率调节量，自动生成AGC调节目标值并下发给风电场完成自动发电控制。 

AVC是第27届中国电网调度运行会议上提出的现代电网调度发展新技术之一。众所周知，频率和电压是衡量电能质量的两大指标。AGC侧重频率控制，AVC则侧重于电压控制。经历多年努力，AVC获得迅猛发展，已从原来传统的厂站端VQC发展到整个电网范围内的自动电压控制。AVC的复杂程度远远大于AGC，因为它不但要考虑发电机组的无功控制，还要兼顾电容器、电抗器以及变压器分接头的投切和控制，且约束条件也远多于AGC，因此AVC系统是一项复杂的系统工程。在自动装置的作用和给定电压约束条件下，发电机的励磁、变电站和用户的无功补偿装置的出力以及变压器的分接头都能按指令自动进行闭环调整，使其注入电网的无功逐渐接近电网要求的最优值Q优，从而使全网有接近最优的无功电压潮流，这个过程叫自动电压控制(Automatic Voltage Control，简称AVC)，是现代电网控制的一项重要功能。 

目前，新建风电场大都配置了动态无功补偿装置，如SVC、SVG等，以提高无功功率调节的动态响应速度。风电场配置合适容量的无功补偿装置，并根据系统需求进行控制和管理，可有效提高风电场输出电压的稳定，减小风电对电网的扰动，并提高应对风电场的故障能力。 

风电的随机性、间歇性、不可控等特性给电网电力调配带来越来越多的困难。无论从调峰能力，还是从断面限制、线路承载能力和电压稳定等方面，大规模的风电接入都给系统带来了新挑战，迫切需要一套合理有效的能进行全场AGC、AVC自动控制的自动发电控制系统来提高系统安全。而目前已有的自动发电控制系统只能实现AGC或AVC单一控制，已不能满足风电行业发展的需要。 

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种应用于电网调度机构的风电场运行集中监控系统，能够实现对电网调度机构所辖区域内风电场输出有功功率、无功功率、并网点电压的实时监控，实现对风电场的自动发电控制。 

本实用新型的技术方案是：风电场运行集中监控系统，该系统包括系统主机、电网调度系统、升压站监控系统、风功率预测系统、实时测风系统、SVC集控系统、至少一个风机监控系统； 

a.所述系统主机包括一台具有多个串行通信口和以太网口的微型计算机和系统后台监视机，所述系统主机通过电力调度数据网与所述电网调度系统实现通信，通过网络或串口方式与所述风机监控系统、升压站监控系统、风功率预测系统、实时测风系统、SVC集控系统实现通信；