风电并网运行技术导则自动化部分(试行)1

风电场并网运行技术导则自动化部分(试行)宁夏电力调度通信中心二O一一年七月批准：丁茂生审核：马军编制：施佳锋、孙全熙、田炯、程彩艳总述：本导则严格遵循国家电网公司颁布的《风电功率预测功能规范(试行)》、《风电场接入电网技术规定》等相关技术要求，综合考虑宁夏电网的特征、宁夏风电发展的趋势及宁夏电网内并网运行风电场的现状，诣在规范宁夏风电的发展，提高宁夏电网接纳风电的能力，增强大规模风电并网后与宁夏电网的协调能力，保证宁夏电网能够最大限度的接纳新能源发电。本导则共包括三部分内容：信息接入及通讯导则、预测系统导则、有功/无功控制导则。第一部分信息接入及通讯导则一、总则本部分内容主要规范调通中心与风电场的通讯方案及信息交互标准，该导则适用于宁夏电网内所有并网运行的风电场。《调自[2009]319号文附件-省级及以上智能电网调度技术支持系统总体设计（试行）》《智能电网调度技术支持系统应用功能系列导则第532部分：水电及新能源监测分析》《风电场接入电网技术规定》Q/GDW215-2008电力系统数据标记语言―E语言导则DL/T634.5101-2002远动设备及系统第5-101部分－传输规约基本远动任务配套标准（IEC60870-5-101:2002,IDT）DL/T634.5104-2002远动设备及系统第5-104部分－传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问（IEC60870-5-101:2002,IDT）二、信息接入要求调度系统不仅需要接入风电场升压站的信息，还需要接入风电场场内的信息：a）遥测信息：风电场总有功功率和总无功功率；单台风机的有功功率、无功功率、电压、电流、风向、风速；风电场的气象信息（风向、风速、气温、气压、湿度）；预计开机容量；联网线路有功功率、无功功率、电流、电压；母联、分段、旁路的有功功率、无功功率、电流；母线各等级的电压、频率；主变各电压等级的有功功率、无功功率、电流；主变的档位、温度；发电线路的有功功率、无功功率、电流；无功补偿装置的无功功率、电流；站用变的有功功率、无功功率、电流；b）遥信信息：事故总信号；风机运行状态位置信号；低电压穿越位置信号；主变、线路保护信号；联网线路的断路器、隔离刀闸、接地刀闸状态位置信号；母联、分段、旁路的断路器、隔离刀闸、接地刀闸状态位置信号；母线接地刀闸、PT刀闸状态位置信号；主变断路器、隔离刀闸、中性点接地刀闸状态位置信号；发电线路的断路器、隔离刀闸、接地刀闸状态位置信号；无功补偿装置的断路器、隔离刀闸、接地刀闸状态位置信号；站用变的断路器、隔离刀闸、接地刀闸状态位置信号；c）控制类信息：相关功能状态（遥信），AGC功能投入；风电场实时出力（有功、无功）；风电场允许AGC控制信号；风电场已投入AGC控制信号；风电场当前出力限值；风电场调节速率（上升、下降）；风电场增出力闭锁信号、减出力闭锁信号；风电场有功设点值返回值；相关功能状态（遥信），含AVC运行状态、当前控制模式等；无功设备的运行信息。包括：调相机当前无功、增减磁闭锁信号等；当前投运、退出及可投切的无功补偿设备；OLTC档位；SVC当前无功；发电机的实时运行信息。包括：发电机当前有功、当前无功、增磁闭锁信号、减磁闭锁信号；三、通讯要求详细内容见附件1第二部分预测系统导则一、总则随着风电的快速发展，大规模风电并网对宁夏电网的安全稳定运行带来了诸多不利因素，对风电场输出功率进行预测是解决大规模风电并网问题的重要手段之一，也是目前最有效的手段之一。为了贯彻国网公司《风电功率预测功能规范(试行)》、《风电场接入电网技术规定》等文件精神，规范风电场端功率预测系统的建设，保证场站端与调度端风电功率预测系统的协调运行，特制定此导则。二、测风塔要求2.1选址要求测风塔宜在风电场外1-5km范围内且不受风电场尾流效应影响，宜在风电场主导风向的上风向，位置应具有代表性。2.2数据要求至少应在10m、50m、70m、100m及轮毂高度安装风速传感器；至少在10m和轮毂高程附近安装风向传感器；至少在某一高程安装温度传感器、气压传感器和湿度传感器。测风塔数据的采集时间间隔应为秒级，并自动计算生成5min平均值，数据传输时间延迟应小于2min；测风塔实时气象信息应通过无线通信（特高频无线通信、GPRS远程通信）或光纤传送至风电场风电功率预测系统，传送时间间隔为5min；测风塔数据可用率应大于99%。测风塔数据向区调预测系统传送时应配备必要的安全防护装置。三、预测系统功能要求风电场端功率预测系统应部署在安全II区，通过调度数据网使用IEC-60870-5-102规约将相关数据上传至区调预测系统。系统功能应满足国家电网公司颁布的《风电功率预测系统功能规范(试行)》规定。3.1预测系统要求3.1.1数据要求风电功率预测系统运行需要的数据包括数值天气预报数据、实时气象数据（测风塔数据）、实时有功功率数据和风机运行状态数据等。a)数值天气预报数据数值天气预测数据应取自专业的数值天气预报生产机构，至少应包括风速、风向、气温、气压、湿度等常规气象信息，数据时间间隔应为15min，每日至少二次，时间方面至少包括未来3天的气象预报。b)实时气象数据各风电场应有各自独立的测风塔，测风塔向风电场预测系统传送气象数据的周期为5min/次。c)风电场实时功率数据风电场端风电功率预测系统的实时功率数据应从风电场计算机监控系统获取，周期为5min/次。d)风机运行状态数据1）风机运行状态应实时取自风电场监控系统；2）可根据单台风机的运行状态累加出风电场当前开机容量；3）风机运行状态应具备手动设置状态功能；3.1.2基本功能要求1)预测的基本单位为单个风电场。2)系统应具备短期和超短期风电功率预测功能。3)短期风电功率预测应能预测次日零时起未来3天的风电输出功率，时间分辨率为15min(在国家法定节假日前一天，预测未来3~8天的风电场输出功率)。4)超短期风电功率预测应能预测未来0-4h的风电输出功率，时间分辨率为15min。5）支持手动修改预测结果；6）自动统计各时间点（每15分钟一个点）预测值与实际值的误差；7）可以根据用户提供的计算公式统计预测精度、均方根误差等值；8)风电场端功率预测系统应与调度端功率预测系统建立数据交互。3.1.3系统部署要求1)风电功率预测系统应运行于生产控制大区的非控制区（安全区Ⅱ）。2)风电功率预测系统的部署方案应满足电力二次系统安全防护规定的要求，不同安全区之间的数据传输应配置必要的安全隔离装置及防火墙。3.2数据范围和传输方式3.2.1数据范围风电功率预测系统上报数据应包括：短期预测功率及预计开机容量、超短期预测功率及实时开机容量（机组运行状态）、测风塔数据。a)短期预测功率及预计开机容量每日6时、14时上报二次；功率为次日零时起未来3天的短期输出功率，数据时间间隔为15分钟，单位为MW；开机容量与预测功率相对应，为该时刻的预计开机容量，单位为MW；b)超短期预测功率及实时开机容量每15分钟上报一次；功率为未来4小时内的16点预测功率，时间间隔15分钟，单位为MW；开机容量应取自风电场监控系统，单位为MW；c)测风塔数据每5分钟上报一次当前时刻的采集数据；数据为所有层高风速、风向及温度、气压、湿度等测量数据的5分钟平均值。3.3数据交互的导则性描述3.3.1数据属性描述为规范信息的交换和使用，需要对各数据量的属性予以描述，数据均为浮点型。序属性项属性项英文名量纲备注号1装机容量CapacityMW2短期预测功率ShortTermForcastMW3实时开机容量RunningCapacityMW4超短期预测功率UltraShortTermForcastMW5风速WSm/s属性名根据具体情况附高度，如WS_10表示10m层高风速6风向WDdeg同上7温度T℃同上8压力Pkpa同上9相对湿度RH%同上表1数据属性3.3.2数据文件的命名各风电场上报数据文件为三个，分别为短期预测功率（含装机容量和次日开机容量）、超短期预测功率（含实时开机容量）和测风塔数据，文件名称定义为：风电场ID_日期_时间_类型.WPD，其中风电场ID由调度部门分配，数据类型包括DQ（短期）、CDQ（超短期）和CFT（测风塔），日期格式为yyyymmdd，时间格式为HHMM，日期时间表示文件内数据的开始时间。例如：例如太阳山第一风电场2011年6月27日14：00上报次日96点短期预测曲线，文件命名为TYSDYF_20110627_1400_DQ.WPD。3.3.3数据文件格式描述1、通用格式描述数据采用标准的E语言导则，具体格式要求描述如下：a.注释引导符：用双斜杠“//”表示，表明此行为注释行，包含文件的生成时间。b.文件声明符：用“!!”表示，用以声明文件中总体信息，包括风场ID、数据文件类型和数据起始时间，数据总体声明内容应和文件名一致，时间格式为yyyy-mm-dd_HH:MM。c.实体起始符：用尖括号“…”表示，表明此行是实体的起始。以尖括号“”开始，后跟属性名和风场ID，属性名和风场ID之间用“：：”双冒号（半角）相连，以“”结束。d.实体结束符：用尖括号内加单斜杠“/…”表示，表明该行是实体数据块的结束。e.属性引导符，采用单地址符“@”开始，表示每个对象占一行，每个属性占一列；f.数据引导符：用井号“#”表示，表明此行是数据行。g.空格分割符：字段说明行和数据行中各项内容以一个空格或连续空格分隔。h.其它：文件中除汉字以外，其它字符均为半角字符。文本文件的各行以“回车换行”结束。2短期预测功率文件文件内实体应包括风电场装机容量、短期预测功率和预计开机容量。3超短期预测功率文件文件内实体应包括风电场实时开机容量和超短期预测功率。4测风塔数据文件文件内实体为风电场测风塔实时采集数据，若某一层高无相应的传感器设备，则数值标记为-99，各风电场可根据具体情况将轮毂高度（HubHeight）属性替换为真实的轮毂高度数值。3.4数据交互策略风电场功率预测系统与区调主站端信息交互基于TCP/IP协议,采用问答式规约,对IEC-60870-5-102协议进行扩展,通过变电站的安全II区数据网,将数据送往区调。具体规约扩展要求见附件2四：预测系统结构风电场端安全II区调度端安全II区风电场监控系统防火墙风电场预测系统服务器数据网交换机数据网路由器调度端通信服务器数据网交换机数据网路由器IEC|60870|5102第三部分有/无功控制导则一、总则根据国家电网公司《风电场接入电网技术规定》、《风电场功率调节能力和电能质量测试规程》等文件精神，所有并网运行的风电场必须具备有功、无功调节能力，且调节能力须满足要求，为了规范宁夏网内风电场有功、无功调节标准，特制定本导则。二、有功控制要求风电场应具备有功功率控制能力，实现风电场有功功率控制，能够接收并自动执行电网调度部门远方发送的有功出力控制信号，根据电网频率值、电网调度部门指令值等自动调节电场的有功输出，确保风电场最大功率输出及有功功率变化率不超过电网调度部门的给定值。a)调节指标要求正常控制，调整频度为分钟级，具备参与电力系统调频、调峰和备用的能力；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；1min最大变化量不能超过装机容量的10%，10min最大有功功率变化限值不能超过装机容量33%。紧急情况下，调整频度为秒级，应根据电力系统调度机构的指令快速控制其输出的有功，电力系统事故或特殊运行方式下要求降低风电场有功功率以防止输电设备过载，确保电力系统稳定运行；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场；在电力系统事故或紧急情况下，切除整个电场。风电机组应满足电网频率变化范围要求：电网频率范围要求低于48Hz根据风机允许运行的最低频率而定48Hz~49.5Hz至少具体运行30min的能力49.5Hz~50.2Hz连续运行高于50.2Hz至少具有运行5m