风电场信息系统介绍(天源科创)-谢前 PPT课件

2013年7月,风电场信息系统介绍,一、风电场中央监控系统二、风电场功率控制系统三、风电场功率预测系统四、风电场箱变监测系统五、风电场远程监控系统,目录,一、风电场中央监控系统-1/11,机组通讯系统,光纤环网在即时性、可靠性、稳定性都能得到足够的保障，所以选用带冗余的光纤环形网络拓扑结构作为兆瓦机组的通信方式。,常以动力电缆的走向为光缆敷设路径确定的依据，例如某线路动力电缆走向如下图所示：,一、风电场中央监控系统-2/11,风光缆走向及图纸,一、风电场中央监控系统-3/11,机组通讯系统,风机内设备的连接,一、风电场中央监控系统-4/11,中控设备示意图,一、风电场中央监控系统-5/11,风电场中央监控系统功能,中央监控系统部署在风电场本地的中央监控室，该系统能够接收、显示和存储电场内所有风机的实时运行数据，并能够对风机的运行进行控制。中央监控系统是风电运行管理系统的重要组成部分，通过中央监控系统能够实现对风电场风电机组的统一管理。风电机组状态显示，包括风机并网、发电、待机、停机、故障等状态。风电机组单台信息监测，包括主要信息、变流信息、变浆信息、冷却系统信息、发电机、叶轮、机舱等风机信息。风电机组历史数据查询统计。风电机组数据图表分析，包括瞬时、历史数据趋势图，风频图、功率曲线查询等图形分析。风电机组故障信息查询统计，查询某一时刻机组故障的详细信息，对某一时间段内故障进行统计。风电机组控制功能，如：启动、停止、复位。,一、风电场中央监控系统-6/11,一、风电场中央监控系统-7/11,中央监控系统主界面,一、风电场中央监控系统-8/11,中央监控系统主界面,一、风电场中央监控系统-9/11,单台机组信息界面,一、风电场中央监控系统-10/11,数据查询界面,一、风电场中央监控系统-11/11,功率曲线界面,一、风电场中央监控系统二、风电场功率控制系统三、风电场功率预测系统四、风电场箱变监测系统五、风电场远程监控系统,目录,二、风电场功率控制系统-1/8,国家电网公司对风电场接入电网的技术要求（Q/GDW392-2009）,有功功率控制：风电场应具备有功功率调节能力，根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。风电场需配置有功功率控制系统，接收并自动执行调度部门远方发送的有功功率控制信号，确保风电场最大有功功率值及有功功率变化值不超过电网调度部门的给定值。,逻辑结构图,二、风电场功率控制系统-2/8,4,MW(变桨)机组有功控制原理在提高风机的使用寿命,减少风机故障的原则下,风机的有功控制采用冬季及夏季两种控制策略.冬季控制策略:尽量让更多的风机在运行状态,主要采用功率控制,让更多的风机处于功率调控状态,风机的最大出力在5001500范围内可控,如果功率控制仍达不到控制目标,采取停止部分风机的策略,停机采用轮停的方式,停机优先级用户可定义,避免长时间停机,风机启动后需要预热.夏季控制策略:让更多的风机处于停机状态,少量的风机处于变桨状态,这样可以在保证整个风电场出力稳定的情况下,增加变桨系统的使用寿命.控制目标:以变电站高压侧出口的有功输出做为控制目标.,二、风电场功率控制系统-3/8,P可调,金风风电场能量管理系统,P可控,汇总并网点、集电线路数据、风机数据，实时监测控制停机、限功率运行,全部机组参与限功率调节，必要时轮循停机,专网,风电场功率控制系统总体结构,二、风电场功率控制系统-4/8,风电场功率控制系统部署结构,二、风电场功率控制系统-5/8,风电场功率控制系统主要功能,1、有功功率自动控制：根据调度指令调节风电场有功输出，控制变化速度可以通过参数进行调节；2、风电场限电损失统计：可以评估风电场的当前潜在的有功功率，统计限电条件下的损失电量；3、优先级控制：可设置哪些风机优先控制,哪些风机尽量少控制；也可设置哪些机组参与限功率哪些机组不参与限功率；4、上传基本风机运行数据：风速，有功功率，风机状态，无功功率，电网频率等；支持的协议（IEC101、IEC104，IEC103、cdt、modbus)等；,二、风电场功率控制系统-6/8,风电场功率控制系统主界面,二、风电场功率控制系统-7/8,远方调度实际运行曲线,时间17：17,时间17：19,时间17：24,时间17：25,二、风电场功率控制系统-8/8,一、风电场中央监控系统二、风电场功率控制系统三、风电场功率预测系统四、风电场箱变监测系统五、风电场远程监控系统,目录,系统概述,风电场功率预测系统是根据风电场历史（实时）气象信息与风电场运行信息，建立风电场气象与功率预测模型，预测未来一定时段的风电场风速、温度和功率的系统。,三、风电场功率预测系统-1/7,国家电网调【2010】201号-风电功率预测系统功能规范国能新能【2011】177号国家能源局关于印发风电场功率预测预报管理暂行办法的通知国能新能【2012】208号国家能源局关于印发风电功率预报考核办法（试行）的通知,三、风电场功率预测系统-2/7,下发文件,三、风电场功率预测系统-3/7,建设目标,实现风电场短期功率预测和超短期功率预测，并具备预测结果上报功能；短期预报服务：未来72小时时间间隔为15分钟风电场风速、温度等气象信息以及总发电功率预测；超短期预报服务：未来4小时时间间隔为15分钟风电场风速、温度等气象信息以及总发电功率预测；具备风电场实时风资源监测能力，以及实时监测数据的上报功能；具备风电场装机容量、风机检修容量、计划投运容量、最大出力等信息的上报功能。,技术路线,三、风电场功率预测系统-4/7,系统部署图,三、风电场功率预测系统-5/7,每台风机的GPS坐标位置风机轮毂高度和功率曲线风电场附近至少最近一年的测风数据风电场历史运行数据实时测风数据读取接口变电站上网电量数据读取接口,部署准备,三、风电场功率预测系统-6/7,三、风电场功率预测系统-7/7,系统界面,一、风电场中央监控系统二、风电场功率控制系统三、风电场功率预测系统四、风电场箱变监测系统五、风电场远程监控系统,目录,四、风电场箱变监测系统-1/9,系统概述,实现风机侧箱式变压器状态量的实时监测，使现场值班人员在监测电脑前就可以记录并监测箱式变压器报警状态和运行状态，节省人力。,四、风电场箱变监测系统-2/9,系统结构,风机侧箱变信号采集设备硬件,风电场中控室箱变信号采集软件部分,根据兆瓦风机通讯特点可分为两部分：,四、风电场箱变监测系统-3/9,系统接线图,MOXA1242,四、风电场箱变监测系统-4/9,设备识别,MOXA1261,四、风电场箱变监测系统-5/9,设备识别,防雷器,四、风电场箱变监测系统-6/9,设备识别,箱变侧端子排,四、风电场箱变监测系统-7/9,设备识别,风机内采集设备与防雷,四、风电场箱变监测系统-9/9,软件界面,一、风电场中央监控系统二、风电场功率控制系统三、风电场功率预测系统四、风电场箱变监测系统五、风电场远程监控系统,目录,五、风电场远程监控系统-1/13,建设目标,实现集控中心对多个风电场设备的统一集中管控，满足对风电场的集中调度需求，实现少人值守、无人值守的目标。完成对风电场不同类型风机设备、测风塔设备、变电站设备、箱变设备、电量计费系统等实时数据采集、远程监视与控制。不同风电场、不同风机厂商、不同型号风机的运行数据对比，功率曲线对比，产能数据对比等。,五、风电场远程监控系统-2/13,系统结构图,通过网口通讯方式进行数据采集,通过串口通讯方式进行数据采集(若传输距离超过15米,则需要将RS232转换为RS485进行远距离通讯),五、风电场远程监控系统-3/13,升压站数据采集,五、风电场远程监控系统-4/13,升压站数据采集,五、风电场远程监控系统-5/13,测风塔数据采集,设备包括:风力发电机组气象站变电站电费计量系统箱变,五、风电场远程监控系统-6/13,设备与通讯协议,数据接口类型：标准的OPC协议Modbus串口RTU(RS232orRS485)Modbus(TCP)CDT协议101协议，102协议，104协议,五、风电场远程监控系统-7/