[发明专利]一种光伏电站综合自动化系统及调节有功功率输出的方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏电站电力自动化领域。涉及一种光伏电站综合自动化系统，用于实时监控光伏电站运行情况，接收调度主站有功输出调节。

背景技术

大型地面光伏电站并网发电是目前太阳能发电主要利用形式。兆瓦级的光伏并网发电系统多采用分块发电、集中并网的方案，通常每1兆瓦为一个光伏子阵，配置汇流箱、逆变器与箱变完成直交转换和初步升压，多个光伏子阵集中到一路送至低压母线，最终由主变压器升压后并入电网系统。当前大型光伏电站多在百兆级，分数期建设完成，具有占地面积广，需监控的设备数量及种类庞大、地域分布广，远期规划等特点，实现综合自动化难度较高。当前建设的光伏电站多采用如附图1的系统结构，各光伏子阵经环网将数据上送至主数据网，各类应用均在主数据网内交互数据。随着光伏电站的规模不断扩大，庞大的数据集中在监控后台，既对监控后台要求更高、投入更大，又不利于运维人员及时掌握电站的运行情况。同时加大了远期规划的难度，不利于后期扩建工程的接入。所有应用均在一个数据网内，扩大了网络故障风险，也增加了排查难度。

光伏发电受气象影响较大，具有功率不稳定、输出时段性和电能波动性等特点，由此给电网的安全运行带来了一系列问题，电网调度部门传统的做法只能采取拉闸限电这样的无奈之举，光伏发电站未能发挥其最大能力。即使部分电站配置了AGC/AVC服务器，电网实时调控光伏电站的输出，但调节方式多以AGC/AVC服务器通过数据网直接发命令给逆变器，当光伏电站的规约不断扩大，参与调节的逆变器数量剧增，AGC/AVC服务器的算法越来越复杂，调解效果也越来越差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏电站综合自动化系统，采用分区监控与AGC/AVC子站，各数据网相互隔离，以解决大型光伏电站的上述问题。

本发明的技术方案是：一种光伏电站综合自动化系统，其特征是：自下而上包括子阵层、子阵环网层、间隔层、网络层、站控层；

所述子阵层中，每个光伏子阵安装一台光伏子阵一体化装置，实现箱变继电保护和子阵内设备的数据采集；

所述子阵环网层中，按实际工程划分发电分区，发电分区内的一体化装置组成子阵环网，不同发电分区的子阵环网相互隔离；

所述间隔层中，以发电分区为单位采取分区监控，间隔层包括每个发电分区的综合自动化设备和升压站的保护测控装置；

所述网络层中，根据不同应用划分成多个数据网，各数据网间相互隔离，无直接数据交互；

所述站控层中，站控层设备通过网络层与间隔层设备交互数据。

光伏子阵一体化装置具有箱变保护测控、规约转换和环网功能。

每个发电分区的综合自动化设备包括分区远动机、分区监控后台和AGC/AVC子站。

网络层中的数据网包括主数据网、功率预测数据网、光伏区信息数据网和AGC/AVC数据网。

站控层中的站控层设备包括远动机、监控后台、工程师站、AGC/AVC服务器、光功率预测服务器、光功率预测工作站和天气预报服务器；

远动机、监控后台、工程师站、AGC/AVC服务器在主数据网内交互数据；

光功率预测服务器、光功率预测工作站、天气预报服务器在功率预测数据网内交互数据。

远动机作为全站唯一接口与调度主站通信，上送站内数据，并接收调度指令；

监控后台监视升压站运行情况以及光伏区的运行数据；

工程师站具有管理员权限，对监控后台进行管理维护；

光功率预测服务器获取电站气象信息预测发电能力，并上送至功率预测主站；

光功率预测工作站具有管理员权限，对光功率预测服务器进行管理维护；

天气预报服务器经反向隔离装置从公网获取天气预报数据，供光功率预测服务器使用。

间隔层的保护测控装置经主数据网上送数据至站控层。

光伏子阵一体化装置采集子阵内设备的数据，经子阵环网层上送至分区监控后台、分区远动机以及AGC/AVC子站；分区监控后台监视本发电分区所有采集数据，分区远动机筛选出站控层主站需要的数据经光伏区信息数据网上送至站控层的监控后台和光功率预测服务器。

一种基于权利要求1所述的光伏电站综合自动化系统的调节有功功率输出的方法，其特征是：步骤如下：

1)调度主站发送光伏电站有功功率输出目标值给站控层站内远动机；

2)远动机经网络层的主数据网将光伏站有功功率输出目标值发送给站控层中的AGC/AVC服务器；