[发明专利]一种具有电网接入控制功能的风电场能量管理系统

权利要求书

1.一种具有电网接入控制功能的风电场能量管理系统，包括站控层计算机监控网络和为系统中的设备提供统一时钟的GPS系统，站控层计算机监控网络通过间隔层数据通信网络连接有现地层数据测控网络和变电站测控保护系统，其特征在于：所述间隔层数据通信网络包括电网接入控制单元和通信控制单元，站控层计算机监控网络、现地层数据测控网络和变电站测控保护系统均与电网接入控制单元和通信控制单元信号连接，所述电网接入控制单元包括风电场并网控制单元、风电场有功出力控制单元、风电场无功出力控制单元、风电场系统频率调节控制单元、风电场电压调节控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种具有电网接入控制功能的风电场能量管理系统，其特征在于：站控层计算机监控网络包括与间隔层数据通信网络信号连接的SCADA服务器、操作员工作站、五防工作站、保护师工作站、管理工作站、风电预报工作站、Web服务器、风电场操作员培训系统、网络打印机。

3.根据权利要求1所述的一种具有电网接入控制功能的风电场能量管理系统，其特征在于：现地层数据测控网络包括与间隔层数据通信网络信号连接的风电机组、测风塔，风电机组与现地控制单元信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有电网接入控制功能的风电场能量管理系统，其特征在于：变电站测控保护系统包括与间隔层数据通信网络信号连接的测控装置、保护装置、第三方智能设备。

5.根据权利要求1所述的一种具有电网接入控制功能的风电场能量管理系统，其特征在于，所述风电场并网控制单元包括以下步骤：

A1、判断实时电网频率f是否满足风电场并网的频率要求：49Hz<f<51Hz，若满足进入步骤A2，否则，停止风电场并网；

A2、判断风电场接入点实时电压V是否满足风电场并网的电压要求：对于110kV系统，105kV<V<115kV，对于220kV系统，210kV<V<230kV，若满足进入步骤A3，否则，停止风电场并网；

A3、风电场按每分钟增加20％装机容量的速率逐步并网，达到当时最大可用有功出力的90％以上时，完成并网控制过程。

6.根据权利要求1所述的一种具有电网接入控制功能的风电场能量管理系统，其特征在于，所述风电场有功出力控制单元包括以下步骤：

B1、接受有功出力调控指令，若有功出力调控指令来自电网调度中心，置判断标志flag为0，若有功出力调控指令来自现地层，置判断标志flag为1；

B2、根据设定的有功最大变化率λ，按式(1)计算每分钟的风电场实时有功出力P：

P＝P_pre+λ×P_max (1)

式中，P_pre为前一分钟的风电场实时有功出力，P_max为风电场的最大有功出力，当风电场装机容量P_ins<30MW时，λ·P_rmax≤6MW/min，当30MW≤P_ins≤150MW时，λ·P_rmax≤P_ins/5，当P_ins>150MW时，λ·P_rmax≤30MW/min；

B3、当flag＝0，进入步骤d，当flag＝1，按式(2)对风电场有功实时出力进行校验：

P≤0.9P_ava (2)

式中，P_ava为风电场可用最大有功出力，若满足式(2)，进入步骤B4，否则，退出控制；

B4、将得到的风电场实时有功出力按风电机组容量比例分配到每台风电机组，进行有功调控，完成一次风电场有功出力控制；

B5、对调控后的风电场实时有功出力进行采样，若满足有功出力调控指令的要求，退出控制，等待下一个调控指令，否则，回到步骤b。