专利名称：一种风电场无功电压协调控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种风电场无功电压协调控制系统。
背景技术：
近年来，风能作为最具规模化开发和商业化应用前景的可再生能源得到了快速的发展。随着风力发电系统规模的不断扩大和新建风电场的陆续投运，风电场接入电网的影响已逐步显露出来，如并网点的电能质量问题、风机的低电压穿越问题、风机掉闸后的自动并网问题、风电场接入点的电压调整问题等。为解决间歇式、随机性风能大量接入给电网带来的无功电压问题，我国和世界许多国家的电网运营商都制定了风电并网技术导则，对风电场的运行控制提出了诸多要求，如要求风电场的无功要有一定的运行范围，并可根据电压水平或电网调度部门指令在线动态调节。出于安全、管理等因素的考虑，电力系统的电压无功优化控制对象主要集中在传统水电与火电机组，对风电等可再生能源发电的电压无功优化控制基本处于理论研究和探索阶段。因此，在成熟的传统发电厂、变电站电压无功控制系统的基础上研究和开发风电场的无功电压控制系统，对于提高风电场调度自动化水平、提高风电场无功设备利用率、实现风电场精细有序控制、保证电网的稳定经济运行有着十分重要的意义。
实用新型内容本实用新型涉及一种风电场无功电压协调控制系统，本实用新型过程中研究了风电场无功电压控制需要考虑的各种条件和因素，建立了风电场多无功源协调控制模型，设计了风电场无功电压协调控制结构。该系统包括风电场数据监控主服务器、风电场数据监控备用服务器、交换机、风机通信控制适配器和风电机组单元主控；所述风电场数据监控主服务器、所述风电场数据监控备用服务器和所述风机通信控制适配器通过所述交换机与外部的调度AVC主站以及风电场升压站RTU相连，所述风电机组单元主控与所述风机通信控制适配器相连接，所述风机通信控制适配器安装在各台风电机组上；所述风电场数据监控主服务器用于接收交换机接收调度AVC主站、风电场升压站RTU和风电机组单元主控发送的数据，并将所述数据在风电场数据监控备用服务器上备份；所述风电场数据监控主服务器通过交换机从风电机组单元主控和风电场升压站RTU获取的无功电压优化计算所需的数据得到当前风电场内最优的潮流分布，通过交换机分别将控制指令下发给所述风电场升压站RTU和所述风机通信控制适配器执行。本实用新型提供的第一优选实施例中:所述风电场数据监控主服务器和所述风电场数据监控备用服务器通过网线与所述交换机连接，所述风电机组单元主控和所述风机通信控制适配器通过网线相连接，所述风机通信控制适配器通过光纤与所述交换机连接。[0009]本实用新型提供的第二优选实施例中:所述调度AVC主站通过远动装置与所述交换机连接，所述调度AVC主站与所述远动装置通过光纤连接，所述远动装置通过网线与所述交换机连接。本实用新型提供的第三优选实施例中:所述风电场升压站RTU通过网口 /串口转换器与所述交换机连接，所述风电场升压站RTU与所述网口 /串口转换器之间以及所述网口/串口转换器与所述交换机之间均通过网线连接。本实用新型提供的第四优选实施例中:所述风电场数据监控主服务器、所述风电场数据监控备用服务器还通过所述交换机与外部的人机界面工作站连接，所述人机界面工作站通过网线与所述交换机连接。本实用新型提供的一种风电场无功电压协调控制系统的有益效果包括:本实用新型提供的一种风电场无功电压协调控制系统，系统性设计了风电场无功电压协调控制结构，建立了风电场数据监控服务器与升压站RTU以及风电机组单元主控的通信通道，确保了优化控制策略的有效执行以及系统安全稳定运行。
如图1所示为本实用新型提供的一种风电场无功电压协调控制系统的结构图。
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细说明。本实用新型提供一种风电场无功电压协调控制系统，其结构如附图1所示，由图1可知，该系统包括风电场数据监控主服务器、风电场数据监控备用服务器、交换机、风机通信控制适配器和风电机组单元主控，其中，风电场数据监控主服务器、风电场数据监控备用服务器和风机通信控制适配器通过交换机与外部的调度AVC主站以及风电场升压站RTU相连，风电机组单元主控与风机通信控制适配器相连接，风机通信控制适配器安装在各台风电机组上。风电场数据监控主服务器通过交换机接收调度AVC主站、风电场升压站RTU和风电机组单元主控发送的数据，同时在风电场数据监控备用服务器上进行数据备份。风电场数据监控主服务器通过交换机从风电机组单元主控和风电场升压站RTU获取无功电压优化计算所需的数据得到当前风电场内最优的潮流分布，通过交换机分别将控制指令下发给风电场升压站RTU和所述风机通信控制适配器执行。风电场数据监控主服务器和风电场数据监控备用服务器通过网线与交换机连接，风电机组单元主控和风机通信控制适配器通过网线相连接，风机通信控制适配器通过光纤与交换机连接。调度AVC主站通过远动装置与交换机连接，调度AVC主站与远动装置通过光纤连接，远动装置通过网线与交换机连接。风电场升压站RTU通过网口 /串口转换器与交换机连接，风电场升压站RTU与网口/串口转换器之间以及网口/串口转换器与交换机之间均通过网线连接。风电场数据监控主服务器从调度AVC主站获取的为本次控制的母线电压指令值，在控制执行后再将母线电压实际值反馈给调度AVC主站。同时在风电场数据监控备用服务器上进行数据备份。风电场数据监控主服务器从风电场升压站RTU获取主变、SVC/SVG等的状态信息以及实时数据，向该风电场升压站RTU发送的控制指令包括动态补偿设备无功及有载调压变压器分接头档位等。同时在风电场数据监控备用服务器上进行数据备份。风电场数据监控主服务器从风电机组单元获取风电机组相关状态、机端有功功率、机端无功功率和功率因数等相关数据，向该风电机组单元发送的控制指令包括风电机组的无功指令。同时在风电场数据监控备用服务器上进行数据备份。风电场数据监控主服务器通过交换机从风电机组单元主控和风电场升压站RTU获取无功电压优化计算所需的数据包括风电场拓扑结构、线路参数、风机开停状态、升压站内无功源运行状态等数据。同时在风电场数据监控备用服务器上进行数据备份。风电场数据监控主服务器还通过交换机与人机界面工作站连接，人机界面工作站通过网线与交换机连接。可以在人机界面工作站上通过风电场数据监控主服务器来查询风电场无功电压控制模块的实时状态。人机界面通过数据接口获取控制前调度AVC主站的控制指令、控制后并网点实际电压值、风电机组实时运行状态、升压站无功设备实时运行状态，以多维度、全视角的可视化界面展示风电场无功电压协调控制功能和控制效果。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1. 一种风电场无功电压协调控制系统，其特征在于，所述系统包括风电场数据监控主服务器、风电场数据监控备用服务器、交换机、风机通信控制适配器和风电机组单元主控； 所述风电场数据监控主服务器、所述风电场数据监控备用服务器和所述风机通信控制适配器通过所述交换机与外部的调度AVC主站以及风电场升压站RTU相连，所述风电机组单元主控与所述风机通信控制适配器相连接，所述风机通信控制适配器安装在各台风电机组上； 所述风电场数据监控主服务器用于接收交换机接收调度AVC主站、风电场升压站RTU和风电机组单元主控发送的数据，并将所述数据在风电场数据监控备用服务器上备份； 所述风电场数据监控主服务器通过交换机从风电机组单元主控和风电场升压站RTU获取无功电压优化计算所需的数据得到当前风电场内最优的潮流分布，通过交换机分别将控制指令下发给所述风电场升压站RTU和所述风机通信控制适配器执行。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风电场数据监控主服务器和所述风电场数据监控备用服务器通过网线与所述交换机连接，所述风电机组单元主控和所述风机通信控制适配器通过网线相连接，所述风机通信控制适配器通过光纤与所述交换机连接。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调度AVC主站通过远动装置与所述交换机连接，所述调度AVC主站与所述远动装置通过光纤连接，所述远动装置通过网线与所述交换机连接。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风电场升压站RTU通过网口/串口转换器与所述交换机连接，所述风电场升压站RTU与所述网口 /串口转换器之间以及所述网口/串口转换器与所述交换机之间均通过网线连接。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风电场数据监控主服务器、风电场数据监控备用服务器还通过所述交换机与外部的人机界面工作站连接，所述人机界面工作站通过网线与所述交换机连接。
专利摘要本实用新型提供一种风电场无功电压协调控制系统，所述系统包括风电场数据监控主服务器、风电场数据监控备用服务器、交换机、风机通信控制适配器和风电机组单元主控；所述风电场数据监控主服务器、所述风电场数据监控备用服务器和所述风机通信控制适配器通过所述交换机与外部的调度AVC主站以及风电场升压站RTU相连，所述风电机组单元主控与所述风机通信控制适配器相连接，所述风机通信控制适配器安装在各台风电机组上。本实用新型提供的一种风电场无功电压协调控制系统，建立了风电场数据监控服务器与升压站RTU以及风电机组单元主控的通信通道，确保了优化控制策略的有效执行以及系统安全稳定运行。
文档编号H02J3/16GK203166527SQ20132008884
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者刘纯, 黄越辉, 王伟胜, 许晓艳, 杨硕, 李鹏, 刘德伟, 许晓菲, 贾琳, 江长明, 牟涛, 何飞跃 申请人:中国电力科学研究院, 中电普瑞张北风电研究检测有限公司, 华北电网有限公司, 国家电网公司