内蒙古电网风电调度技术支持整体解

风电调度技术支持整体解决方案内蒙古电力调度通信中心2010年4月21日内容提要风电发展概况风电调度面临的问题风电调度技术支持整体解决方案风电调度支持系统风电信息上传风电功率预测风电功率控制下一步工作我国风力发电前景广阔风电作为无污染的新电源形式近年来得到了迅速的发展，2000年全球的风电装机容量还不到2万MW，到2007年的时候全球装机容量已经突破9万MW。根据全球风能理事会的统计，全球的风力发电产业正以惊人的速度增长，过去10年平均年增长率达到28％，每年在该领域的投资额达到了180亿欧元。我国有着很好的风力资源，根据我国第三次风能资源普查的数据资料显示，我国的可开发储量分别为32.26亿KW和43.5亿KW、技术可开发量分别为2.53亿KW和2.97亿KW的我国的风能资源主要集中在东南沿海和西部地区，因此这两地今后将分别成为我国重要的海上和路上风电场。近年来风力发电在我国得到了迅速的发展，尤其是“可再生能源十一五发展纲要”提出了具体的规划，计划到2010年我国的风电装机容量将达到1000万千瓦，年发电量为210亿千瓦时。截至2008年底，我国风电实际完成装机容量约为894万千瓦，比上年增加了111.48％，完成发电量128亿度，比上年增加126.79％。我国目前总体风电装机规模已经排名世界前列，而且随着对风电资源投资力度的加大，我国有希望成为世界第一风电大国。由于我国在风电以及核电领域具有一定的技术及资源优势，因此这两块新能源发电将成为我国未来电力发展的重要方向。风电、核电在我国的广泛运用的时代即将到来。据统计，到2010年我国的发电结构中火力发电规模减少到68％，水电、核电、风电及太阳能发电比例将达到23％、2％、7％；到2020年火电比例将减少到50％，核电、风电及太阳能发电比例将达到30％、8、12％。我国风力发电前景广阔内蒙风电发展概况锡林郭勒1462.03MW乌兰察布1308.5MW巴彦淖尔1135.4MW包头444MW鄂尔多斯99MW内蒙古西部电网风电场投产装机总容量：4558.93MW阿拉善11MW呼市99MW风电调度面临和需要解决的问题电网调度人员需要掌握风力发电机和无功补偿装置运行状态。解决途径：是将风力发电场监控信息上传调度中心，提供给调度人员使用。技术难点：大部分风机监控系统为国外系统，不提供上传调度中心通信接口。解决方案：利用监控系统提供的数据访问接口（OPC,OLEforProcessControl）,开发通信终端，作为风机监控系统与调度主站通信的桥梁，实现通信。风电调度面临和需要解决的问题电网运行人员需要掌握风电场的未来实际发电能力，但由于风能具有随机性、间歇性特点，需要研究解决风力对风电负荷的影响。解决途径：进行风电功率预测。技术难点：气象局开发风力数值预报；生成的气象数值预报结果向调度中心、风电场传送；风电场生成的风电功率预测结果上传调度中心；风电功率预测软件开发。解决方案：协助气象局开发风力数值预报，建立气象局至调度中心之间的网络通道，开发调度中心至风力发电场的文件传输规约，并开发相应软件程序；开发风电功率预测软件。风电调度技术支持整体解决方案实现风机及无功补偿装置运行数据上传（OPC、风电综合通信管理终端等）开发气象预报数据（专网、专用服务器等）建立风电调度支持主站系统开展风电功率预测（统计法、实测法）实现风电功率控制（包括有功AGC和无功AVC等）开展风电接纳能力评估（基于短期、超短期风电负荷预测的安全校核等）各项工作关系两个方面六项工作服务于一个目标—风电优化调度风电运行数据上传气象数据服务系统风电调度技术支持主站系统风电功率预测风电功率控制风电接纳能力评估风电最优调度风电调度技术支持系统结构及业务流程内蒙古电力调通中心风电场风电综合通信管理终端风电调度技术支持主站风电功率预测风电信息采集及监控SCADA/EMS内蒙气象局无功补偿装置AGC指令功率预测结果数值天气预报电力调度数据网风机实时和历史信息数值天气预报风机监控系统AGC指令实时信息本地功率预测系统数值天气预报功率预测结果实时信息AVC指令风电场本地功率预测结果无功补偿装置实时和历史信息AGC指令主站功率预测结果AVC指令AVC指令主站功率预测结果风电调度支持系统初步实现了可观、可控和可预测风电单机信息上传：截至目前实现25个风电场风机信息的接入风电无功补偿监测：完成了申华太仆寺旗、华能国际通顺（化德）2个风电场无功补偿装置的接入风电功率预测：实现了6个风电场基于数值天气预报的风电功率预测风电功率控制：实现国电龙源包头巴音1个风电场规范和管理：编制下发了《内蒙古电网风电场监控系统、无功补偿装置信息接入调度主站系统技术要求》以及《内蒙古电网风电信息通信规约》风电调度支持主站系统主站系统整体结构风电调度支持主站系统主要功能画面风电调度主站系统主画面风电调度支持主站系统主要功能画面风电场风机信息监视图风电调度支持主站系统主要功能画面风电场一次接线图风电调度支持主站系统主要功能画面文件传输监视画面风电调度支持主站系统主要功能画面实时和历史趋势曲线风电调度支持主站系统主要功能画面风速-功率曲线金风750kW东汽1500kW歌美飒850kW风电调度支持主站系统主要功能画面风向玫瑰图风电调度支持主站系统主要功能画面无功补偿装置监视画面风电信息上传FR1风电综合通信管理终端数据网设备（路由器、交换机）电力调度数据网内蒙中调风电调度技术支持主站系统……无功补偿装置网络或串口本地功率预测系统风机监控系统风机监控系统OPCIEC101IEC104网络风电场综合信息传输规约网络风电场综合信息传输规约基于IEC60870-5系列标准制定支持实时数据和历史数据的混合传送支持文件传输支持风电AGC/AVC指令下发支持终端远程维护配置和升级OPCDA1.0、2.0OPCXMLDA1.0支持同步访问接口支持异步订阅访问接口风电综合通信管理终端可同时与8个风机监控系统进行通信，支持OPCDA、OPCXMLDA标准，同时也支持MODBUS、IEC60870-5-101、IEC60870-5-104规约，从而使终端具有良好的扩展性和适应性在与无功补偿装置通信方面，支持MODBUS、部颁CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-104规约与风机监控系统和无功补偿装置配合完成风电场AGC/AVC功能在与主站通信方面，支持与至少3个主站通信，使用内蒙古风电场综合信息传输规约来满足风机信息上传、功率预测、监视控制、配置维护等应用要求数据存储采用DOM盘保证数据存储可靠性，存储容量至少4GB，并可以根据需要扩充，能至少保存60天的历史数据支持文件信息包括数值天气预报、功率预测结果等的上传下达，文件信息的传送支持断点续传功能支持主站对时和GPS对时交直流冗余的双电源设计，保证了供电的可靠可通过电力调度数据网络在远程对设备进行配置维护和更新程序，便于远程维护故障排查；安装方式：标准的19英寸2U机箱，机架式安装风电功率预测内蒙古风电功率预测系统目前有三套基于数值天气预报的风电功率预测系统投入试运行：内蒙古电力调通中心与清华大学合作开发的风电功率预测系统中国电科院新能源所开发的风电功率预测系统内蒙古电力调通中心与中国电科院通信所合作开发的风电功率预测系统风电功率预测数值天气预报数值天气预报的文件采用国网通用文件传输标准E语言格式，完成了未来48小时9平方4个坐标350米以下分层的气象预报数据，作为风电功率预测的基础数据源。风电功率预测全区风力预测趋势图实时预测未来48小每3小时的风力情况，实时滚动显示，作为风力气象数值预报的补充，提示调度运行人员未来风力发电能力。风电功率预测风电场单台风机风速与预测风速的比对曲线风电功率预测风电场实际平均风速与预测平均风速的比对曲线风电功率预测风电场实际出力与预测值的实时比对曲线风电功率预测风电场实际出力与预测值的历史比对曲线风电功率预测日预测精度统计图表风电功率预测月预测精度统计图表风电功率控制2009年11月，调通中心经过现场调研，在风电调度管理主站系统与具备就地功率自动分配控制的风电场监控系统互联基础上、通过风电综合通信管理终端，实现了风电功率的远程控制调整，现已完成一个试点风电场的出力的远程控制，为下一步的风电AGC工作进行了可行性实践。完成了一个风电场SVC系统的运行情况的远程监视，SVC的远程控制工作也正在试验进行中。风电功率控制风电AGC操作界面风电功率控制风电AGC监视界面风电功率控制风电AGC计划编制修改界面下一步工作2010年5月底之前，完成所有调度范围内风电场单机信息和无功补偿装置信息的上传完善风电调度支持系统，进一步拓展该系统的风电数据整合分析功能与气象局合作进一步提高数值天气预报的预测精度加强风电场功率远程控制管理工作，要求各风电场完成对风机监控系统的陆续改造结合今年的调度自动化能量管理系统（EMS）的升级，建设风电调度主站系统，将风电功率预测、风电功率控制等工作纳入日常调度运行管理当中谢谢！