风功率控制系统

示意图
功能概述
• 1. 本系统适用于各种类型风电场的风机中控系统，实现对风机运行信 息的数据采集、数据存储和数据传输，并能够与RTU设备进行无缝对 接。 • 2. 本系统可以实现与各种类型风电场综自系统的数据通讯，互通互联 ，支持多种通讯协议，具有很好的兼容性。 • 3. 根据需要可使用多种传输方式，灵活方便。可以通过网络电缆、串
• 5 、有功自动控制（AGC）
• 有功自动控制的任务是在满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济 的方式，通过开停机策略（充分考虑风机最短、累计开/停机时间限制 ；开/停机死区和延时限制；新机组试运行限制及不同机组并网电价差 异限制等限制因素影响）和功率调节策略（包括按有功容量比例分配 或人工设定优先级分配等）控制风电场的总有功功率，使其满足电力 系统需要。实现的功能包括但不限于以下项： • 1. 维持风电场联络线的输送功率及交换电能量保持或接近规定值。 • 2. 根据上级调度自动化系统要求的发电功率或下达的负荷曲线，按安 全、可靠、经济的原则确定最佳运行的风机台数、风机组合方式和风 机间最佳有功功率分配，进行各风机出力的闭环调节。
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3. 控制模式包括离线、当地和远方控制模式。 1) 离线模式 AGC系统离线，此时AGC系统监控风电场出力。 2) 当地模式 AGC系统在当地进行有功输出控制。 最大功率模式：对风电场的有功输出不做限制。 限制控制模式：支持在当地手动设置限制功率值。 计划跟踪模式：支持在当地手动录入计划曲线，当地模式下可按照手动录 入的计划曲线或主站下发计划曲线进行调节。 3) 远方模式
SVC/SVG设备。参见图5-1-1。进行数据交互。参见图5-1-1。
系统技术
• 1 、多种调节模式 • 功率控制系统支持离线、当地和远方三种调节模式，且这三种模式间 支持人工切换，也支持自动切换。 • 1. 离线模式：功率控制系统离线，不接收调度主站指令，不进行功率 调节与控制，只监视风电场出力等信息。 • 2. 当地模式：功率控制系统在当地按照预先设定的策略进行功率调节 与控制。 • 3. 远方模式：功率控制系统自动接收并执行调度主站定期下发的调节 指令。 • 2、多个调节目标 • 功率控制系统综合考虑风机正常运行时的各种约束条件，采取多种目 标相互协调、彼此约束的方法进行调节，确保风电场稳定运行。
• 2) 无功功率 • 给定总无功功率、或功率因数、或并网点电压设定值，这些设定值可 以有以下来源： • • • 由调度主站远方给定电压负荷曲线 由当地预先录入电压、无功或功率因数负荷曲线 由运行人员在控制室给定电压、无功或功率因数值
• 2. 风机负荷分配方式
• • 由功率控制系统自动分配负荷 由运行人员在控制室设定负荷
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4 、控制调节 功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求、选择控制设备并进行功率分 配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备。
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1. 调节目标给定方式 1) 有功功率
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给定总有功功率设定值，总有功功率设定值可以有以下来源： 由调度主站远方给定有功负荷曲线 由当地预先录入有功负荷曲线 由运行人员在控制室给定有功值 由运行人员恢复满发
3 、事故和报警 事件顺序记录：反映系统或设备状态的离散变化顺序记录。 发生事故时，可以自动推出相应事故画面，画面闪烁和变色。 在每个操作员工作站上的音响报警向操作员发出事故或故障警报。当发生 故障或事故时，立即显示中文报警信息，音响报警可手动解除。音响报警可 通过人机接口全部禁止，也可在线或离线编辑禁止或允许音响报警。 事件和报警按时间顺序列表的形式出现。记录各个重要事件的动作顺序、 事件发生时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）、事件名称、事件性质， 并根据规定产生报警和报告。
• 6 、无功自动控制（AVC） • 无功自动控制的任务是在满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济 的方式，通过电压控制调节方式或无功控制调节方式（风机、 SVC/SVG等无功补偿设备调节优先级顺序可人工设定，且充分考虑 了SVC/SVG设备所挂接母线电压等级等因素）的调节策略，控制风 电场的电压（或总无功功率、或功率因数），使其满足电力系统需要 。实现的功能包括但不限于以下项： • 1. 将当地设定或调度主站远方给定的并网点电压值与实际测量值进行 比较，根据该偏差和系统等效电抗值计算得出无功功率目标值。该无 功功率目标值将在参加联合调节的风机和SVC/SVG等无功设备间分 配，经过分配后得出每台风机和SVC/SVG等无功设备的无功功率目 标值，送给下位机执行。 • 2. 根据当地设定的无功功率或功率因数目标值及安全运行约束条件， 并考虑风机和SVC/SVG等无功设备的限制，合理分配风机和 SVC/SVG等无功设备间的无功功率，维持调节目标在给定的变化范 围。
系统功能
• 1 、数据采集和处理 • 自动采集功率控制系统所需所有信息，并对采集到的数据进行有效 性和正确性检查，更新实时数据库，使其能够正确反映现场设备的实 际状况。 • 自动接收并执行调度主站下发的调节指令。 • 接收操作员手动输入的数据信息。 • 运行数据和历史数据存盘，方便对比控制调节效果，保证数据的连 续。 • 生成各类事故报警记录，发出事故报警音响等。 • 事件顺序记录及处理。 • 有关数据的计算。
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2 、安全运行监视 操作员能够通过功率控制系统人机接口设备对各风机、动态无功补偿设备进 行监视。监视的量包括但不限于： 功率控制系统运行状态、运行方式及系统状况监视。 通信通道监视，功率控制系统能监视通信通道。 操作员监视的手段多样化，如屏幕显示数据、文字、图形和表格等；事故 或故障的音响报警等。
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3. 控制模式包括离线、当地和远方控制模式。 1) 离线模式 AVC系统离线，此时AVC系统监控风电场电压无功等运行信息。 2) 当地模式
• AVC系统在当地进行电压无功输出控制。 • 限制控制模式：支持在当地手动设置电压、无功限制值。 • 计划跟踪模式：支持在当地手动录入电压/无功/功率因数计划曲线 ，当地模式下可按照手动录入的计划曲线或主站下发计划曲线进行调 节。 • 3) 远方模式 • 风电场将电压无功输出控制权交由调度中心，由调度中心AVC软件实 时下发电压计划曲线，由风电场AVC系统负责闭环跟踪。
系统网络结构示意图
• 1 、子站与主站数据交互 • 复用原有的升压站监控系统专用远动通道，通过扩展104规约进行数 据交互。升压站监控系统远动机自动接收主站下发指令并转发给AGC 、AVC系统；AGC、AVC系统通过升压站监控系统远动机上送主站所 需信息。 • 当然也可以支持通过独立的功率控制（AGC/AVC）系统专用远动通
口电缆或光纤方式进行数据的传输。也可多种方式混合使用。
• 4. 功率控制（AGC/AVC）系统具有方便灵活的查询、统计以及图表 展示功能。
有功控制（AGC）
• 1. 风电场配置有功功率控制系统，具备有功功率调节能力。能够自动接收电 力系统调度机构下达的有功功率控制指令，按照预定的规则和策略整定计算 功率需求、选择控制的风机设备并进行功率分配，最终实现有功功率的可监 测和可控制，达到电力系统并网技术要求。 2. 有功控制策略： 1) 具备参与电力系统调频、调峰和备用的能力。 2) 根据电力系统调度机构的指令快速控制其输出的有功。 3) 有功功率在总额定出力的20％以上时，能够实现有功功率的连续平滑调节 ，并能够参与系统有功功率控制。 4) 当电力系统频率高于50.2Hz时，按照电力系统调度机构指令降低风电场有 功功率，严重情况下切除整个电站。 5) 控制策略综合考虑电压/频率等系统因素、母线/主变/风机等设备运行工况 因数、场站损耗因素、以及AGC系统与通讯机通讯故障、或通讯机与主站通 讯故障等因素的约束。
想为基础。
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3) 针对调度主站下发的电压目标值，AVC系统支持两种控制方法，一是将电 压目标值下发给SVC/SVG等无功补偿设备，由这些无功补偿设备跟踪控制并 网点电压无功；二是依据采集的并网点电压实时值，计算获取无功目标值， 并给出当前运行方式下各风机和SVC/SVG等动态无功补偿设备调节范围内的 无功调节方案。无功分配既支持简单的按容量比例分配，也支持人工整定优 先顺序分配。 4) 通过AVC系统与SVC/SVG系统的协调配合，实现风电场电压无功的稳态控 制和暂态控制，且在电压无功都正常时考虑SVC/SVG等快速无功系统无功容 量的置换。 5) 通过调节主变分接开关来保证风场场内电压的稳定，保证各风电机组的安 全稳定运行。 6) 控制策略综合考虑电压等系统因素、母线/主变/风机/SVC/SVG等设备因素 、SVC/SGG所挂接母线电压等级因素、以及AVC系统与通讯机通讯故障、或 通讯机与主站通讯故障等因素的约束。
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风电场将有功输出控制权交由调度中心，由调度中心AGC软件实时下发功率 计划曲线，由风电场AGC系统负责闭环跟踪。
无功控制（AVC）
• 1. 风电场配置电压无功功率控制系统，具备电压无功功率调节能力。 能够自动接收电力系统调度机构下达的电压控制指令，按照预定的规 则和策略整定计算功率需求、选择控制的风机/SVC/SVG/主变分接开 关等无功补偿设备并进行功率分配，最终实现电压无功功率的可监测 和可控制，达到电力系统并网技术要求。 • 2. 电压无功控制策略 • 1) 对于风电场，试点期间进行离散控制，由省调直接下达电压曲线， 由风电场就地跟踪执行，保证其不对电网无功电压产生负面影响。 • 2) 主站无功控制策略以传统AVC成熟的分层分区、就地平衡的控制思
• 5. 具有强大的规约接入能力。
• 6. 可适应任意主接线图，系统能够自动分析风电场电气主接线。 • 7. 人机接口界面友好，操作方便。
系统技Байду номын сангаас参数
• • • • • • • • • • • • 单次控制（所有设备）命令完成时间≤1Min 系统平均无故障间隔时间（MTBF）：≥40000h 系统年可用率：≥99.99% 调用实时数据画面响应时间：≤2 s 调用历史数据库画面生成响应时间：≤10 s 事故推画面时间：≤2 s 遥测越死区传送：≤3 s 遥信变位传送：≤1 s 遥控（调）命令传送时间：≤2 s 系统告警准确率：100% 现场设备的控制准确率：100% 指标分析计算准确率：＞95%