风电场监控系统

风电场监控系统国电南瑞科技股份有限公司2015.01目录1234风电场监控系统组成风电场综合监控系统方案风电场AGC/AVC控制系统风电远程监控系统1.风电场监控系统组成风电场监控系统箱变保护测控装置风电功率预测系统风电场升压站综自系统风电场功率控制系统风电场远程监控中心风电场远程监控系统风电场风机监控系统1.风电场监控系统组成风机监控系统组网结构光纤以太网环网光纤串口环网通信协议风机主控厂家私有协议提供OPCDA2.0或MODBUS协议功能运行数据监视和报警风机启动、停止和复位操作1.风电场监控系统组成箱变监控系统组网结构光纤以太网环网单独组网接入风机监控系统光纤环网通信协议电力系统IEC60870-5-104协议MODBUS协议功能运行数据监视和报警箱变负荷开关分合闸操作1.风电场监控系统组成升压站监控系统1.风电场监控系统组成风电功率预测系统短期功率预测超短期功率预测风功率预测系统安全II区风电场监控系统安全I区调度中心安全II区交换机数据采集服务器Web服务器反向隔离装置纵向加密装置防火墙路由器数据库服务器应用服务器PC工作站测风塔数值天气预报测风塔数据以太网转光纤设备光纤数值天气预报数据调度中心安全I区测风塔数据天气预报数据预报结果1.风电场监控系统组成功率控制系统有功功率控制有功指令控制发电计划曲线控制无功电压控制电压指令控制电压考核曲线控制目录1234风电场监控系统组成风电场综合监控系统方案风电场AGC/AVC控制系统风电远程监控系统2.风电场综合监控系统方案系统结构电力调度中心升压站综自系统……高压线路、母联测控……主变及公用测控……集电线路保护测控保护及智能设备保护智能设备高压线路保护主变保护母差保护其他相关保护直流、UPS电源火灾、门禁报警电度表小电流接地选线其他智能设备等远动机升压站监控以太网交换机纵向加密装置路由器双机切换装置GPS对时网LCULCULCU……箱变监控系统箱变监控光纤环网LCULCULCU……箱变监控光纤环网Internet交换机操作员工作站数据服务器短信发送打印机交换机纵向加密装置路由器风电远程监控中心GPS风能预测服务器气象局防火墙气象信息处理服务器反向隔离装置纵向加密装置电力调度中心测风塔风能预测工作站交换机风机通讯服务器交换机串口服务器风机监控系统风机监控以太网具有串行通讯接口的风机具有网络通讯接口的风机路由器交换机光纤环网交换机五防工作站AGC/AVC2.风电场综合监控系统方案升压站、箱变和风机统一监视控制功能，控制风电机组的启动/停止/复位，控制升压站一次设备升压站防误操作功能（五防）历史数据查询、检索、曲线、报表图形化监视、报警提示AGC/AVC功能风电功率预测远动功能与风电远程监控中心通信功能系统功能2.风电场综合监控系统方案升压站综自系统路由器电力数据网通道切换及MODEM各级调度人机工作站1人机工作站2工程师工作站主计算机1主计算机2TCP/IP100M主变电气小室220kV电气小室500kV电气小室主控楼及直流小室智能设备接口NSC2200ENSC2200E2.风电场综合监控系统方案升压站防误闭锁电脑钥匙防误主机操作票打印各种锁具站控层人员层间隔层2.风电场综合监控系统方案风机监控接入2.风电场综合监控系统方案风电功率预测系统风功率预测系统安全II区风电场监控系统安全I区调度中心安全II区交换机数据采集服务器Web服务器反向隔离装置纵向加密装置防火墙路由器数据库服务器应用服务器PC工作站测风塔数值天气预报测风塔数据以太网转光纤设备光纤数值天气预报数据调度中心安全I区测风塔数据天气预报数据预报结果2.风电场综合监控系统方案预测流程评估与优化风力预测测风塔BP-ANN统计模型数值天气预报精细化释用风能电能线损、地形、尾流效应等外部因素影响（片区建模技术）统计风电功率预测结果能量转化超短期短期2.风电场综合监控系统方案箱变监控组网服务器操作员工作站打印机自愈式光纤环网自愈式光纤环网自愈式光纤环网10/100M以太网控制室风电场GPS2.风电场综合监控系统方案箱变监控装置内容参数电源输入AC/DC220V开关量输入20~36路无源接点（AC/DC220V）开关量输出6路继电器输出直流模拟量输入2路4～20mA输入交流模拟量输入3PT/3CT温度量输入1~3路PT100铂电阻输入光纤环网接口2个100MB，2/20km保护功能非电量、三段相过流、零序过流过/欠电压、过/欠频率保护运行温度-40℃～70℃安装方式嵌入式/壁挂式安装防护等级IP61目录1234风电场监控系统组成风电场综合监控系统方案风电场AGC/AVC控制系统风电远程监控系统4.风电场AGC/AVC控制系统有功自动控制有功自动控制指令方式控制根据调度系统发电出力计划曲线控制根据调度系统有功控制指令AGC有功分配原则相似调整裕度：即根据各台风机有功裕量的大小进行分配；与容量成比例：即根据各台风机最大有功出力的比例进行分配。4.风电场AGC/AVC控制系统风机系统AGC不允许根据来风实际大小发电风机系统AGC允许维护工作站AGC远方根据调度指令发电风机系统AGC允许维护工作站AGC就地维护工作站目前计划模式维护工作站自动实时计划模式维护工作站手动计划模式根据日前计划曲线发电根据实时计划曲线发电根据手动计划曲线发电与与与与与远方/就地压板工作模式压板4.风电场AGC/AVC控制系统本地控制日前发电计划——来自风功率预测系统；实时发电计划——来自风功率预测系统；手动发电计划——工作人员自行设定。I区从II区风功率预测工作站以FTP方式接受有功发电计划曲线；日前每天接收后存入明日日前发电计划曲线中，在每天的24:00将明日曲线复制到日前的今日曲线；实时发电计划只有未来四小时，实时刷新，波浪式推进；手动发电计划由运行人员根据日前发电计划曲线和实时发电计划曲线进行调整设定。4.风电场AGC/AVC控制系统手动计划曲线辅助提供从今日发电计划曲线拷贝功能；提供从实时发电计划曲线拷贝功能；提供块设定功能，可以设定首尾两个计划值，中间的计划值以线性差值获得。4.风电场AGC/AVC控制系统历史记录风机系统的实际有功曲线；有功控制权曲线（调度/当地）；综合终端下发的有功计划曲线（调度/当地）；本地拟合的有功计划曲线（日前/自动/手动）；日前发电计划历史曲线；实时发电计划历史曲线；手动发电计划历史曲线；本地发电计划执行模式曲线（日前/自动/手动）。4.风电场AGC/AVC控制系统无功电压控制无功控制：接收调度和当地下发的总无功功率目标值；电压控制：接收调度和当地下发的高压母线电压目标值，根据目标母线电压、当前母线电压及系统阻抗（通过自学习法辨识得到），计算全厂总无功出力需求；功率因数控制：接收调度和当地下发的功率因数目标值，根据目标功率因数及当前有功，计算全厂总无功出力需求。4.风电场AGC/AVC控制系统无功电压控制AVC无功分配原则相似功率因数：即根据各台风机功率因数进行分配；相似调整裕度：即根据各台风机无功裕量的大小进行分配；与容量成比例：即根据各台风机最大无功出力的比例进行分配。AVC调节控制元件动态无功补偿装置风机变流器有载调压变压器分接头位置4.风电场AGC/AVC控制系统AVC不允许不调节母线电压AVC允许维护工作站AVC远方按照调度AVC指令AVC允许维护工作站AVC就地维护工作站AVC人工设定模式维护工作站AVC考核曲线模式按调度AVC指令手动调节按考核电压曲线与与与与SVG优先风机优先综合终端收到AVC指令无功分配优先级：SVG风机无功分配优先级：风机SVG与与注：主变调整分接头优先级风机及SVG，有载调压投入，风机和SVG可调无功不能满足指令要求条件下可调节主变分接头。远方/就地压板工作模式压板4.风电场AGC/AVC控制系统无功电压控制I区从II区系统以FTP方式接受次日的目标电压曲线；每天接收日前目标电压曲线存入明日计划曲线，在24:00将明日曲线复制为今日计划曲线；提供给用户手动设置功能，可修改目标电压曲线的数据点，明日计划曲线和今日计划曲线两条曲线均可以人工修正。4.风电场AGC/AVC控制系统风机系统的电压曲线；无功控制权曲线（调度/当地）；综合终端下发的目标电压曲线（调度/当地）；本地拟合的目标电压曲线（日前/手动）；日前目标电压历史曲线；手动目标电压历史曲线；本地发电计划执行模式曲线（日前/手动）。历史记录4.风电场AGC/AVC控制系统时间分辨率发电计划曲线和电压是每15分钟一个值，为了更好地调节有功，支持斜率调节方式，即在15分钟内再插入多次功率调节。有功调节周期用户可以设定，1到15分钟可调；目标电压调节周期固定为5分钟；调节数值由前一个下发调节值和下一个发电计划值两个数值拟合而成；拟合公式p=(p1*t2+p2*t1)/(t1+t2)，p1，t1是前一下发值及其下发时间和当前时间距离，p2，t2是下一个执行的发电计划及其时间和当前时间距离，4.风电场AGC/AVC控制系统安全策略完备的安全机制，对每一个用户赋予规定的权限；用户操作需要登陆，非权限内的操作被禁止；所有操作显示在告警窗口，并均被保存为历史记录可供查询；所有发电计划值及目标电压值均可显示设置时间。4.风电场AGC/AVC控制系统统计功能支持以下数据的统计（日，月统计）通道可用率SVG可用率数据连续/累积不刷新时间数据跳变次数母线平衡超差率无功补偿装置可用率考核点功率因数合格率考核点电压合格率AGC/AVC控制合格率目录1234风电场监控系统组成风电场综合监控系统方案风电场AGC/AVC控制系统风电远程监控系统5.风电场远程监控系统生产管理信息子系统通信子系统视频监控子系统SCADA子系统系统组成5.风电场远程监控系统5.风电场远程监控系统系统功能完全接收风电场端信息，实现对风电场的完整控制，实现风电场的无人值班。远方控制风机的启机/停机/复位，控制升压站一次设备。实时、历史数据查询、检索、曲线、报表。图形化监视、报警提示。简单状态检测。与生产管理信息系统通信。风电场运行分析、安全WEB数据发布。系统权限管理。风电场运行信息报表生成与分析、统计计算。SCADA5.风电场远程监控系统系统特点采用UNIX/Linux/Windows的混合平台解决方案。数据库服务器和应用服务器采用Unix或Linux操作系统，确保可靠性。操作员工作站及其他涉及人机界面的应用的采用Windows平台，方便用户使用。实时数据处理采用C/S,B/S混合分布式结构，并借鉴IEC61970CIM数据模型。历史数据处理主要用于实现系统与商用数据库的交互，实现各种数据在商用数据库中的存贮与管理。采用面向对象的数据库技术，更加形象的描述数据结构、简化程序设计，同时提供传统的SQL接口。任何时刻保证热备用节点之间数据的一致性，各节点可随时接替值班节点投入运行。SCADA5.风电场远程监控系统生产管理系统功能设备管理：设备台帐管理、设备评级管理、故障代码管理、设备健康状况统计分析。缺陷管理：对设备的缺陷进行登录、消缺、延期、验收、分类、分析等管理。操作票管理：操作票填写、审核、执行、终结、操作票审核评估、操作票查询和统计、操作票维护、典型操作票维护。工作票管理：工作票填写、签发、接收、终结、工作票审核评估、工作票查询和统计、典型票维护。检修管理：检修计划管理、检修项目管理、检修物料需求管理、检修文件包管理、检修记录管理、检修交代管理。工单管理：对工单从申请、准备、批准、执行、完工、报告、验收关闭的全过程进行控制和管理。移动设备应用：提供对移动巡视、移动缺陷管理、移动检修管理的业务支撑。5.风电场远程监控系统通信系统方案风电场侧电力数据传输网覆盖具备2M(E1)链路接入远程监控中心侧电力数据传输网络未覆盖敷设光缆至供电公司传输网现