[发明专利]一种风电场一体化监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电自动化控制技术，具体涉及一种风电场一体化监控系统。

背景技术

风电本身具有随机性、波动性、间歇性和反调峰的特点，对电网系统的安全稳定势必产生影响，对电网而言，清洁的风电并不友好。风电场与传统电厂相比，还有单机容量小、数量多、布置分散、距离较远、地处偏僻、机组工作环境恶劣等特点。另外，在国家标准GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》中，电力系统对并网风场提出了综合控制需求，涉及有功控制(一次二次调频、调峰)、无功控制(电压稳定、无功优化)、电能质量(谐波、闪变、电压合格率)和紧急控制(低电压穿越、电压/频率支撑)、电网适应性、功率预测、二次系统等各个方面。风电场除了尽量利用风机控制能力之外，往往辅以多种集中补偿设备。这些都给风电场的运行和控制带来了技术挑战。

现有风电场自动控制系统由多部分构成：监控系统、功率预测系统、功率控制系统、五防系统等，专业方向多，采购困难，系统联调难度大，不便于系统调试、运行和维护。

实现风电场调度控制的自动化、常规化和智能化，使之具有与传统能源电厂相似的调节能力，是其融入现有电网运行管理体系的关键。随着网络通信技术及信息技术的快速发展，将现代通讯网络技术和计算机技术应用到企业生产和管理中，已成为现代化企业提高生产管理效率和经济效益的重要手段。风电在国家能源结构中的比例不断增大，对风电场的自动化运营水平也提出了越来越高的要求。相关基础技术涉及风功率预测、风电场单元设备控制技术、风机与升压站自动监控系统技术，风电场有功无功控制技术、发电厂防误闭锁技术、通信技术等多个方面，目前各个分项功能产品往往由不同供应商提供，存在设备重复配置、调试多头并进、数据转发复杂、后期维护困难等问题。开发风电场监控、升压站自动化子站、AGC/AVC、防误闭锁、功率预测五大功能于一体的风电场一体化监控系统是解决风电场自动化发展困境的有效途径。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种风电场一体化监控系统。风电场一体化监控系统通过光纤环网采集风电机组主控、箱变、开关柜测控保护装置等信息，通过汇集交换机采集风电场无功补偿设备、升压站设备、气象站、测控与保护等设备信息，同时可以通过GPS或北斗卫星进行对时。一体化监控系统可以读取气象部门的数值天气预报，结合气象站采集的当地风速、风向、气压等气象信息，对风电场发电功率进行预测。通过一体化监控系统，运行人员可以在控制室看到整个风电场的实时运行信息；能够控制风电机组启停、无功补偿装置投退、开关分合等等；还能够通过自动或手动方式控制风电机组有功和无功功率；风电场内设备出现故障或告警时，能够及时采取对应措施，保证风电场的安全稳定运行。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种风电场一体化监控系统，所述监控系统包括：通信控制器、环网交换机、前置服务器、数据服务器、汇聚交换机、应用服务器、WEB服务器、气象服务器、监控工作站、AGC/AVC工作站、五防工作站、功率预测工作站、报表工作站和维护工作站。所述环网交换机与所述通信控制器、所述前置服务器相连；所述前置服务器、所述数据服务器、所述应用服务器、所述WEB服务器、所述气象服务器、所述监控工作站、所述AGC/AVC工作站、所述五防工作站、所述功率预测工作站、所述报表工作站和所述维护工作站均连接在实时网段上。

优选的，所述通信控制器用于将风电机组、无功补偿装置和气象站的设备信息进行汇总，转发到所述环网交换机，能够处理遥信、遥测、遥控和遥调信号。通信控制器支持RJ45、RS232/485、总线、光纤等多种通信接口，兼容Modbus、CDT、DL645、IEC101/102/103/104以及自定义等多种通信规约，统一转换为IEC104规约。

优选的，所述前置服务器用于采集及预处理所述环网交换机和所述汇聚交换机的数据、通信原码监视及转发、与其他控制单元交换数据、向远方智能终端设备下发控制命令和通过GPS或北斗卫星进行系统对时。

优选的，所述应用服务器提供整个系统的实时应用服务，完成遥信、遥测量的处理、越限判断、计算、控制等风电场的实时监控功能，完成短期和超短期功率预测、有功控制、无功控制、调度优化、分析统计等高级应用功能。

优选的，所述WEB服务器通过WEB服务器可以向用户提供浏览图形、报表、历史数据、各种告警操作记录等信息。客户机可以是计算机、平板电脑或智能手机等多种形式。