[发明专利]一种保护测控通信及AGC子站一体化实现方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及新能源发电自动化领域，尤其涉及一种在新能源光伏电站中应用的新能源保护测控通信及AGC子站一体化实现方法和装置。

背景技术

近年来随着国家扶持新能源产业的政策不断出台，大型的新能源光伏电站、风电场不断涌现。为了满足系统电网对新能源发电厂站系统安全与监控的需求，要求在升压站或远方监控中心实现对各发电单元或子方阵进行通讯实时监控以及功率AGC控制。以光伏发电为例，光伏电站的每个光伏子方阵(一般为1～1.25MWp)，通常要配置箱式变压器保护测控装置、通信管理机、环网交换机这三种设备。一方面，众多的二次设备不但总成本高，而且系统二次回路复杂，户外现场安装十分不便：除箱变保护测控装置可集成在箱变中之外，通信管理机和环网交换机通常要配置较高价格的柜体来安装。对于集中式逆变器光伏工程，还可采用普通屏柜安放于逆变器小室中；而对于当前越来越多的组串式逆变器光伏工程，由于没有逆变器独自壁挂安装没有小室，这两个设备的安装只能采用防护等级要求高得多的就地柜来安装，又将进一步增加成本；虽然，为解决类似问题，当前也有少数厂家开发了集成保护测控和通信管理功能的装置产品，但由于其保护测控和通信管理模块共用同一个CPU插件甚至同一个CPU芯片，产品的可靠性及灵活性等方面存在诸多问题，影响工程实施推广。另一方面，对于当前越来越多的组串式逆变器光伏工程应用推广，由于组串式光伏电站与集中式光伏电站相比逆变器数量剧增，相同容量下组串式光伏电站的逆变器数量是集中式光伏电站的20～30倍，这导致此前主要面向集中式逆变器光伏电站进行控制的厂站级AGC并网控制系统因逆变器数量爆增而效率低下甚至无法控制。

这些问题和不足的存在不利于新能源发电技术的应用推广，相关产品模块需要重新审视规划，以满足当前新能源行业的发展需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：1)解决现有常规技术中存在的箱式变压器保护测控和通信管理，环网交换机三设备实现方案成本高，且安装不便的问题；2)解决现有新能源光伏电站尤其是组串式光伏电站因逆变器数量巨大而难以进行有效AGC功率控制的问题。提出一种将箱式变压器保护测控模块、通信管理模块和环网交换机多模块融合的方法，兼顾成本与可靠性，同时为解决组串式光伏电站AGC控制效率低下提出了面向光伏子方阵的自动发电控制AGC子站模块并将其融合于一体化产品中，该模块可与上级厂站级AGC控制系统形成层次化架构，解决当前光伏站尤其是组串式光伏电站AGC控制难题。

本发明技术方案内容为：一种新能源保护测控通信及AGC子站一体化实现方法，其特征在于：将箱式变压器保护测控模块、通信管理模块和自动发电控制AGC子站模块一体化实现在同一装置中，其中AGC子站模块接收上级AGC系统下发的总功率控制指令，AGC子站模块将该指令优化分解后下发至所管辖区域的多个发电单元，对这些发电单元进行功率控制。

上述方案中：方案1：三个模块集成于同一块CPU插件中，直接共用外围软硬件资源；或者方案2：将三个模块自由组合分散布置于2～3块CPU插件中，通过总线板共享外围软硬件资源。

上述方案中：方案2的一种典型方案为采用2块CPU插件，将保护测控模块安置于一块CPU插件中，而将通信管理模块和AGC子站模块集成安置于另一块CPU插件中，两块CPU插件通过总线共享外围软硬件资源。

上述方案中：所述方法还包含辅助环网通讯模块支持，该模块辅助通信管理与AGC子站模块与上级相关系统进行环网通讯。

上述方案中：所述的箱变保护测控模块实现双分裂或者双绕组变压器的1～2个支路电气量信号采集、开入信号采集、变压器油温采集，功率电度测量，支持电量和非电量保护，远方/就地跳合闸，提供串口或网络对上数据通讯。

上述方案中：所述的通信管理模块实现子方阵内各发电单元和相关智能设备的串口或网络通讯规约接入，并将各通信规约转换为统一的通信规约与上级相关系统进行交互通讯。

上述方案中：所述的AGC子站模块作为子方阵的AGC子站，可将接收到的上级厂站AGC系统对本子方阵的功率调度指令P_f优化分解为本子方阵下属各发电单元的功率指令P_i，满足关系式(其中N为本子方阵中所含发电单元的总数目)，并通过遥控、遥调命令向这些发电单元(如组串式光伏逆变器)分别下发单元启停命令或单元功率调度指令。