电网风电调度自动化系统设计分析

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【关键词】风电调度;系统设计;风电组

近几年来国家对可再生能源的开发予以了大力的支持，风力发电在全国各个风资源风度的地区得到了十分快速发展。同时，在单机容量与单个风电场装机容量变大的基础上，风电在电网中所占据的数量也不断提升。由于风力发电其自身拥有固定的运行特征、控制特性以及接入电网方式，所以风电接入电网后会导致电网使用状态不稳定，影响电能质量、静态稳定、短路容量等。因此，对风电场进行管理成为了电网调度工作必须慎重考虑的问题。

1系统总体结构与特点

1.1系统总体结构

风电场调度控制系统能够实现智能化与自动化是风电场与电网管理体系相互融合的关键步骤。在风电场调度自动化系统的优化设计与应用后可以将风电场内的机电设备融合成为一个有机的整体，从而可以实现有功率控制、电压-无功控制、风电功率预测等，同时还可以通过风力监测、电力市场交易终端等辅助系统进行各种高级应用功能，让风电场成为电网一个能够预测、调节以及可靠的电源。

1.2系统功能特点

电网末端网架结构不稳定，电源结构不够多元化，从而导致风电的接入会给区域电网的正常工作带来了严重的影响。而且，伴随着风电场数量的增多以及规模的扩大，风电装机容量在电网中所占据的比率也逐渐变多。风电场机组对电网的意义与价值也越来越大。在风电并网应用不断普及的现在，电压稳定性、暂态稳定性、频率稳定性等问题逐渐凸显。基于全面提升风电外送能力，优化风电并网电能质量的目的，在风电场设计与建造过程中应该引进更多的高科技。风力发电是一种间歇性电源，大规模的风电场开发与建造必然会面对怎样顺利正常接入电网以及发电功率怎样开展平稳控制与调度成为了风电场必须面对的重要问题之一。我国的风电场大多位于远离负载中心的地理位置，所在区域的电网调节能力有限，这一情况给我国风电发展带来了一定的阻碍。文章主要针对电网风电调度自动化系统设计进行研究。摘要

2风电场安全与调度自动化系统

2.1有功功率控制系统

有功功率控制系统所使用的方式是与传统AGC的调度方式相似，即为利用风电机组自身的有功功率控制的特征，将风电场的所有指令根据最优状态进行分配，自动控制风电场每一台机组的工作，在保证电网安全运行的基础上最大程度的提升风电场的有功输出，进而力求实现风电场机组能够发挥最大的功效。另外，有功功率控制系统还能够利用遥控的方式来对风电进组进行实时启停与控制，可以在紧急情况的时候随时控制风电机组的启停。有功功率控制系统结构包括调度中心站、控制主站、风电场控制子站以及风电机组现地控制等。在系统结构中的调度中心能够根据风电场预测系统所预测的相关数据来实现风电功率、电量参加发供电支架女的平衡。其中控制主站能够把调度中心站所形成的各个受控风电场的允许最大功功率发电曲线下发到对应的风电场来工作，以最大程度的接纳风电。

2.2风电功率预测系统

风电功率预测系统能够对风电机组各种数据进行科学的预测。该系统能够根据风电场所在地理区域的气候特征以及风电场以往的数据使用物理与统计方法来构建模型，对风电场的各种数据进行预测。当前风电功率预测系统所使用的为单机系统配置，其中功率预测服务器来进行所有的数据预测所需要的工作，例如数据采集、数据处理等。通过风电功率预测系统所得出的预测结果电网调度机构能够有条理科学的安排发电计划，合理的降低系统的旋转备用容量，从而提升电网的经济性与工作效率。

2.3自动电压控制系统

电压-无功控制是风电场调度工作中最为核心的问题。不论是风电场电压-无功调节工作存在的复杂性，还是不同风电机组无功控制系统的多样性均需要完善的调度系统控制系统来保证其安全运行，来发挥其无功调节的作用。AVC（风电场自动电压控制系统）是风电场满足电网需求和优化自身管理控制质量的重要需求。风电场自动电压控制系统包括风电机组SCADA以及变电站SCADA，通过变速恒频风电机组来实现所有无功电压调节设备的协调与控制，进而满足风电场并网的控制管理需求。我国的风电场通常都使用集中式开发方式，风电场旁通常都会建设升压变电站，在旁升压后会通过输电网将电能传送到系统变电站。风电场自动电压的最终目的就是在最大程度控制成本低情况让风电场PCC的无功电压水平始终处于U-Q水平内。自动电压控制系统是一个能够实现多目标、多系统协调优化的自动化系统，其需要风电场本地升压站综合自动化系统、风电场监控系统以及无功补偿设备一同来完成工作。需要针对风电场机型的实际情况、不同的补偿方式来有针对性的设计满足每个风电场实际情况的无功源设备协调调度控制策略。

3结语

风电场自动电压控制系统、有功功率控制系统、风能预测系统等各种智能化系统，将其与风电场和升压站的动态无功补偿设备等相配合，来实现风电机组以及无功补偿设备等无功输出的系统。通过先进的科技手段风电场能够与电网系统之间开展有效的沟通与互动，充分保证风电场在电力系统调度与运行方面的重要作用。

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作者:张子信 赵文刚 王珊珊 李华 宋坤 单位:国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院