风电场AVC、AGC、风功率预测规程
风电场A VC、AGC、风功率预测规程
第一章、A VC技术要求
一.1.控制模式要求
风电场A VC系统采用母线电压控制模式,具体要求如下:
风电场A VC系统接收调度主站系统下发的并网点(主变高压侧母线)的电压控制目标值后,根据该电压控制目标值按照一定的控制策略,计算出单台风机的无功功率目标值、无功补偿装置(SVC/SVG)的无功功率目标值、主变分接头的目标档位,并形成相关调节指令分别发送给风机监控系统、无功补偿装置、升压站综自系统执行,使并网点(主变高压侧母线)电压达到控制目标值,实现风电场整体的电压无功自动控制。
A VC具备根据系统电压首先调节风力发电机的无功功率、其次调节无功补偿装置的无功、然后调节主变分接头的功能,并且每一个调节环节均可以在控制电脑画面上操作投入/退出。并可以自选参与调整无功的风机(#1—#33风机可自选台数及编号),可以在主控制室监控电脑上直观方便的操作,既可以投入A VC 自动调节,也可以解除A VC手动在监控电脑上调节一台或同时调节多台风机的无功功率。该装置需具备扩展能力,满足二期的需要。
一.2.控制方式要求
一.2.1.闭环控制方式(远方控制)
调度主站系统实时向风电场A VC系统下发风电场并网点(主变高压侧母线)电压控制目标值,根据该电压控制目标值系统按照一定的控制策略,计算出单台风机的无功功率目标值、无功补偿装置(SVC/SVG)的无功功率目标值、主变分接头的目标档位,并形成相关调节指令分别发送给风机监控系统、无功补偿装置、升压站综自系统执行,使并网点电压向目标值逼近,形成风电场侧A VC系统与调度主站系统的闭环控制。.
一.2.2.开环控制方式(就地控制)
当调度主站系统与风电场A VC系统通信故障,使风电场A VC系统退出闭环运行,或接受调度指令退出闭环运行时,风电场A VC系统可根据调度主站下发的或就地手工输入的并网点电压计划曲线进行调节,也可根据就地手工输入的并
网点电压目标值进行调节。
一.3.调节方式要求
一.3.1.风机调节方式
系统利用变速恒频双馈风力发电机和直驱永磁风力发电机提供的单机无功功率调节能力,通过风机监控系统提供的通信和控制接口,实现单台风机输出无功功率的控制。
一.3.2.无功补偿装置调节方式
系统利用风电场装设的SVC/SVG等无功补偿装置提供的感性无功容量和容性无功容量,通过无功补偿装置提供的通信和控制接口,实现单套无功补偿装置输出总无功功率的控制。
一.3.3.主变分接头调节方式
系统可通过升压站综自系统提供的通信和控制接口实现升压站主变分接头的自动调整,也可由系统给出主变分接头建议档位的提示,由现场值班人员根据提示进行手工调整。
一.4.总体结构要求
风电场A VC系统的总体结构如下图所示:
风电场A VC系统由风电场自动电压控制装置和后台监控工作站组成。其中,风电场自动电压控制装置是系统的核心分析计算单元,负责风电场电压无功的计算分析和优化分配;后台监控工作站通过局域网与自动电压控制装置连接,提供
系统监控和维护功能。
为避免信息的重复采集,减少现场设备配置、接口数量和调试工作量,风电场A VC系统利用已安装的风电综合通信管理终端作为统一的监测数据来源和控制接口实现。
风电综合通信管理终端与风机监控系统通信采集每台风机的实时运行数据如输出有功、无功、电压等,与无功补偿装置通信采集无功补偿装置的投切状态、输出无功、无功可调范围等,与升压站综自系统通信采集升压站并网点的电压、电流、有功、无功、功率因数、主变分接头位置以及开关、刀闸的状态。
风电场自动电压控制装置与风电综合通信管理终端通信获取上述实时数据,同时风电综合通信管理终端通过电力调度数据网与内蒙中调的风电调度技术支持主站系统通信,接收内蒙中调下发的AVC投入命令、风电场目标电压值、A VC 退出命令等控制指令,并将上述指令转发给风电场自动电压控制装置。风电场自动电压控制装置根据下发的电压目标值以及风电场风机、无功补偿装置、升压站的运行情况,考虑电网和设备的各种安全约束,通过优化计算确定单台风机的无功输出目标值、无功补偿装置的无功输出目标值、主变分接头的升档/降档指令,并通过风电综合通信管理终端分别下发给风机监控系统、无功补偿装置、升压站综自系统执行。
一.5.功能要求
1)风电场A VC系统采用成熟可靠并能方便维护和扩充的产品,满足相关的安
全防护要求,保证能够接入内蒙中调A VC主站,并且有内蒙地区其他风电场使用业绩;
2)风电场自动电压控制装置通过“电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心”
的全面测试,系统的基本性能、绝缘性能、电源影响、环境条件影响、电磁兼容性能、连续通电稳定性、功能、传输规约均符合标准要求;
3)风电场自动电压控制装置采用装置型无风扇、无硬盘的嵌入式设备,至少具
备10个RS232/485串行通信口和8个以太网口,并可以进行扩充;
4)风电场自动电压控制装置具备自诊断自恢复功能,具有硬件“看门狗”,出现
故障后能自动重启,无需人工干预;
5)系统支持多种通信方式,包括串口通信方式和网络通信方式,支持DL/T634.5
101-2002、DL/T634.5104-2009、部颁CDT、MODBUS等常用标准规约以及内蒙古电网风电场综合信息传输规约;
6)系统能与风电综合通信管理终端通信,实现采集系统运行所需实时监测数据,
向调度主站上传信息和接收A VC控制指令以及向风机监控系统、无功补偿装置、升压站综自系统下发调节指令的功能;
7)系统支持闭环控制(远方控制)和开环控制(就地控制)两种控制方式。闭
环控制以调度主站下发的A VC电压目标值为目标,开环控制以调度主站下发的电压曲线、人工输入的电压控制曲线或电压目标值为目标进行自动跟踪;
8)系统能够接收调度主站下发的A VC投退指令实现远方控制和就地控制的切
换,也可人工切换控制方式;
9)系统能将风电场并网点电压控制在与调度主站下发的A VC电压目标值偏差
有功功率和无功功率不超过母线电压调节死区范围,并实现风电场无功功率的就地平衡,母线电压调节死区范围可设置;
10)当远方控制时,系统具备超时未收到调度中心控制指令报警并自动转为就地
控制的功能,超时时间可设置;
11)系统提供针对风电场特点的优化控制算法,在满足调度主站下发的电压控制
目标值以及电网和设备的各种安全约束的前提下,结合风电场风机、无功补偿装置、升压站的实时运行工况,以最少数量的设备参与调节、最少的调节次数、最快的响速度以及对设备的影响最小为目标,确定每台风机的无功功率调整量、无功补偿装置的无功功率调整量、主变分接头的建议档位,实现风电场的优化运行;
12)系统具备与风电场自动发电控制相协调的功能;
13)系统支持定时采样和带时标存储历史数据,数据存储周期1-60分钟可调,系
统至少支持2年的历史数据存储。存储的历史数据包括:
●采集的风机运行数据
●采集的无功补偿装置运行数据
●采集的升压站运行数据
●调度主站下发的A VC电压目标值
●A VC系统下发的风机无功设定值
●A VC系统下发的无功补偿装置无功设定值
14)系统提供A VC系统运行工况监视画面,显示A VC装置的投退状态、当前控
制方式、与风电综合通信管理终端通信状态、无功增闭锁信号、无功减闭锁信号、无功可调上限、无功可调下限等;
15)系统提供界面支持A VC装置的投退和控制方式的切换;
16)系统支持绘制修改包括风机、箱变、集电线路、母线、主变、无功补偿装置、
架空输电线路、母联开关等风电场主要电力一次设备的主接线图,并提供实时监视功能,显示并网点、风机、无功补偿装置、主变的实时运行工况,显示当前并网点电压目标值、风机无功功率设定值、无功补偿装置无功功率设定值、主变分接头建议档位等;
17)系统支持绘制实时趋势曲线、历史趋势曲线等,提供风电场并网点电压与目
标值的实时和历史对比曲线、采集量的实时和历史趋势曲线。
18)系统提供界面支持人工输入并网点电压目标值进行控制;
19)系统提供界面支持人工输入电压计划曲线进行控制;
20)系统提供界面支持对系统参数配置的读取、修改、更新,包括通信参数、信
息点表、安全约束条件、死区范围、超时时间等,可由风电场运维人员根据实际情况进行控制模型的配置变更等维护;
21)系统提供界面支持对装置所有通信接口(串口、以太网口)的通信监视功能;
22)系统提供对以下各类事件和异常的报警功能,并提供历史事件的存储和查询
功能:
●装置运行工况,包括重启、电源故障、关机、设备运行异常、软件运行
异常等;
●装置配置更改;
●通信故障;
●升压站运行的重要事件或异常;
●风电场设备运行的重要事件或异常;
●异常控制命令;
●控制模式自动切换;

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