实现风电场agc自动调节的系统的制作方法
【专利摘要】提出了一种实现风电场AGC自动调节的系统，属于风电场控制【技术领域】，所述系统包括：电网调度中心AGC主站通过所述电力调度数据网和所述数据网设备与所述风电场AGC系统连接；一个或多个风机主控系统中的每一个风机主控系统都与相应的一台风机相连；风电场AGC系统直接连接至升压站综自系统和一个或多个风机主控系统，用于将所述升压站综自系统和一个或多个风机主控系统提供的实时运行数据发送给电网调度中心AGC主站以及根据电网调度中心AGC主站下发的功率控制指令将每台风机的功率控制信息发送给相应的风机主控系统。本系统解决了现有AGC控制环节过多、调节精度较差等技术问题，能够提高风电场AGC的控制性能和精度，实现风电场的优化运行。
【专利说明】实现风电场AGC自动调节的系统
【技术领域】
[0001]本发明属于风电场控制【技术领域】，尤其涉及一种实现风电场AGC自动调节的系统。
【背景技术】
[0002]目前风电场AGC(Auto Generat1n Control,自动发电控制)系统大多使用基于风机集群控制的方法，即风电场AGC系统并不直接控制单台风机，而是与风机厂商提供的风机集群有功功率控制系统通信，将调度的AGC指令在不同的风机集群之间进行分配，并将分配值下发给风机集群有功功率控制系统执行。
[0003]基于风机集群控制的方法由于不涉及单台风机的控制细节，其优点为简单、容易实现，但缺点也很明显:一方面，需要风机厂商能够提供风机集群有功功率控制系统，增加了控制环节，因而实现AGC所需费用较高，并且运行可靠性、稳定性以及控制响应速度较差；另一方面，不同风机厂商目前实现的风机集群有功功率控制系统采用的大多是平均分配等简单的算法，调节速率和精度较差，不能实现风电场整体的优化运行。
【发明内容】
[0004]为此，本发明提出了一种基于单台风机控制模式实现风电场AGC的系统，可以有效避免现有技术中存在的上述问题，提高风电场AGC的控制性能和精度，实现风电场的优化运行。
[0005]根据本发明的一个方面，提出了一种实现风电场AGC自动调节的系统，所述实现风电场AGC自动调节的系统包括:电网调度中心AGC主站、电力调度数据网、数据网设备、风电场AGC系统、升压站综自系统、一个或多个风机主控系统以及一台或多台风机；其中:所述电网调度中心AGC主站通过所述电力调度数据网连接至所述数据网设备，并借由所述数据网设备与所述风电场AGC系统连接；所述一个或多个风机主控系统中的每一个风机主控系统都与相应的一台风机相连；所述风电场AGC系统直接连接至所述升压站综自系统和一个或多个风机主控系统，用于将所述升压站综自系统和一个或多个风机主控系统提供的实时运行数据发送给电网调度中心AGC主站以及根据电网调度中心AGC主站下发的功率控制指令将每台风机的功率控制信息发送给相应的风机主控系统；所述电网调度中心AGC主站根据所述风电场AGC系统发送的所述实时运行数据生成并下发所述功率控制指令。
[0006]根据本发明的一个方面，所述风电场AGC系统包括自动发电控制模块、AGC后台监控模块、风机主控系统接口模块、以及升压站综自系统接口模块。
[0007]根据本发明的一个方面，所述风机主控系统接口模块包括与风机主控系统进行通信的通信接口，以直接与一个或多个风机主控系统进行通信；所述AGC后台监控模块包括风机监控模块，所述风机监控模块用于经由所述与风机主控系统进行通信的通信接口通过每一个风机主控系统采集相应风机的实时运行数据，并进一步上传至所述电网调度中心AGC主站。
[0008]根据本发明的一个方面，所述升压站综自系统接口模块包括与升压站综自系统进行通信的通信接口，以直接与升压站综自系统通信；所述AGC后台监控模块包括升压站监控模块，所述升压站监控模块用于经由所述与升压站综自系统进行通信的通信接口通过升压站综自系统采集风电场并网点的实时运行数据，并进一步上传至所述电网调度中心AGC主站。
[0009]根据本发明的一个方面，所述电网调度中心AGC主站用于协调整个电网电源点整体情况，并确定需要进行有功出力调整的风电场，生成AGC有功功率控制指令并下发至所述风电场AGC系统。
[0010]根据本发明的一个方面，所述风机主控系统接口模块还包括单台风机有功功率控制接口 ；所述自动发电控制模块用于根据所述电网调度中心AGC主站下发的所述AGC有功功率控制指令中的AGC有功功率目标值，确定每台风机的有功功率输出目标值，并通过所述单台风机有功功率控制接口下发给相应的风机主控系统执行，以实现风电场AGC自动调节。
[0011]根据本发明的一个方面，所述确定每台风机的有功功率输出目标值包括根据所述AGC有功功率目标值以及风电场每台风机、升压站的实时运行数据，考虑电网和设备的安全约束，确定参与调控的风机以及调控幅度，从而确定所述每台风机的有功功率输出目标值。
[0012]根据本发明的一个方面，所述风电场AGC系统与升压站综自系统位于同一安全区内，两者之间通过网口连接；所述风电场AGC系统与一个或多个风机主控系统通过RS485 口连接。
[0013]由此可见，本发明基于单台风机控制模式实现风电场AGC自动调节，解决了目前风电场AGC系统采用风机集群控制模式，调节速率和精度不满足要求，无法实现单台风机有功功率自动闭环控制问题。本发明提出的方案不需要风机厂商提供风机集群有功功率控制系统，可以有效降低风电场实现AGC功能的成本；其次，基于单台风机控制模式，减少了控制环节，提高了 AGC功能运行的稳定性、可靠性以及控制响应速度；最后，基于单台风机控制模式易于实现优化分配控制，尽量降低对风电场风机运行的影响，提高调节速率和调节精度，实现风电场优化运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1示出了本发明提出的实现风电场AGC自动调节的系统的示意图；
[0015]图2示出了风电场AGC系统的结构以及与其他组件的连接示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面根据一个示例性实施例对本发明进行详细描述，该实施例仅为说明的目的，并不作为对本发明的限制。
[0017]如图1所示，本发明提出的实现风电场AGC自动调节的系统主要包括:电网调度中心AGC主站、电力调度数据网、数据网设备、风电场AGC系统、一个或多个风机主控系统以及升压站综自系统。其中，电网调度中心AGC主站通过电力调度数据网连接至例如路由器、交换机等数据网设备，并借由所述数据网设备与风电场AGC系统连接。所述风电场AGC系统与升压站综自系统、一个或多个风机主控系统连接。其中，一个或多个风机主控系统中的每一个都与一台相应的风机相连。
[0018]如图2所示，所述风电场AGC系统由自动发电控制模块、AGC后台监控模块、风机主控系统接口模块、升压站综自系统接口模块等构成。
[0019]所述风电场AGC系统的所述风机主控系统接口模块具有与风机主控系统进行通信的通信接口以及单台风机有功功率控制接口，可直接与一个或多个风机主控系统通信并对其进行控制，从而，所述AGC后台监控模块中的风机监控模块经由与风机主控系统进行通信的通信接口通过每一个风机主控系统采集相应风机的实时运行数据，例如风速、有功、无功、电压等，这些实时运行数据可进一步上传至电网调度中心AGC主站(未在图2中示出)。
[0020]所述风电场AGC系统的所述升压站综自系统接口模块具有与升压站综自系统进行通信的通信接口，可直接与升压站综自系统通信，从而，所述AGC后台监控模块中的升压站监控模块经由与升压站综自系统进行通信的通信接口通过升压站综自系统采集风电场并网点的实时运行数据，例如电压、电流、有功、无功、功率因数以及开关、刀闸状态等信息从而确定是否对风机进行控制，上升多少、或者下降多少出力等。这些实时运行数据可进一步上传至电网调度中心AGC主站(未在图2中示出)。
[0021 ] 风电场AGC系统与升压站综自系统通过网口连接、与一个或多个风机主控系统一般通过RS485 口通信。风电场AGC系统与升压站综自系统均含在同一安全区I区内，通过网口通信无需加装安全防护设备，RS485 口通信也不需要安全防护设备。
[0022]如上文所述，所述风电场AGC系统经由数据网设备通过电力调度数据网与电网调度中心AGC主站进行可通信地连接，从而可将采集的各个风机的实时运行数据以及风电场并网点的实时运行数据上传给电网调度中心AGC主站，并且可接收由电网调度中心AGC主站下发的AGC有功功率控制指令。调度中心的AGC主站协调整个电网电源点整体情况，从而确定哪些风电场进行有功出力的调整。
[0023]所述风电场AGC系统的自动发电控制模块根据电网调度中心AGC主站下发的AGC有功功率控制指令中的AGC有功功率目标值以及风电场风机、升压站的运行情况，考虑电网和设备的各种安全约束，其中，所述安全约束包括设备故障或异常、通信故障或异常、系统接地等故障、风电机组温度、越上下限考虑闭锁值和限制值两组限值等，通过优化计算，依据风电场总的有功出力目标值，结合每台风机运行的实时参数，确定哪些风机参与调控、调节多少，确定每台风机的有功功率输出目标值，并通过所述单台风机有功功率控制接口下发给相应的风机主控系统执行，从而实现风电场AGC自动调节。
[0024]上文所述的【具体实施方式】并不作为对本发明保护范围的限制。实际上，本领域技术人员可根据实际需要对某些组件进行调整，经过调整后的技术方案仍然处于本发明所提出的解决方案的保护范围中。
【权利要求】
1.一种实现风电场AGC自动调节的系统，其特征在于: 所述实现风电场AGC自动调节的系统包括:电网调度中心AGC主站、电力调度数据网、数据网设备、风电场AGC系统、升压站综自系统、一个或多个风机主控系统以及一台或多台风机；其中: 所述电网调度中心AGC主站通过所述电力调度数据网连接至所述数据网设备，并借由所述数据网设备与所述风电场AGC系统连接； 所述一个或多个风机主控系统中的每一个风机主控系统都与相应的一台风机相连； 所述风电场AGC系统直接连接至所述升压站综自系统和一个或多个风机主控系统，用于将所述升压站综自系统和一个或多个风机主控系统提供的实时运行数据发送给电网调度中心AGC主站以及根据电网调度中心AGC主站下发的功率控制指令将每台风机的功率控制信息发送给相应的风机主控系统； 所述电网调度中心AGC主站根据所述风电场AGC系统发送的所述实时运行数据生成并下发所述功率控制指令。
2.根据权利要求1所述的实现风电场AGC自动调节的系统，其特征在于: 所述风电场AGC系统包括自动发电控制模块、AGC后台监控模块、风机主控系统接口模块、以及升压站综自系统接口模块。
3.根据权利要求2所述的实现风电场AGC自动调节的系统，其特征在于: 所述风机主控系统接口模块包括与风机主控系统进行通信的通信接口，以直接与一个或多个风机主控系统进行通信；所述AGC后台监控模块包括风机监控模块，所述风机监控模块用于经由所述与风机主控系统进行通信的通信接口通过每一个风机主控系统采集相应风机的实时运行数据，并进一步上传至所述电网调度中心AGC主站。
4.根据权利要求2所述的实现风电场AGC自动调节的系统，其特征在于: 所述升压站综自系统接口模块包括与升压站综自系统进行通信的通信接口，以直接与升压站综自系统通信；所述AGC后台监控模块包括升压站监控模块，所述升压站监控模块用于经由所述与升压站综自系统进行通信的通信接口通过升压站综自系统采集风电场并网点的实时运行数据，并进一步上传至所述电网调度中心AGC主站。
5.根据权利要求2所述的实现风电场AGC自动调节的系统，其特征在于: 所述电网调度中心AGC主站用于协调整个电网电源点整体情况，并确定需要进行有功出力调整的风电场，生成AGC有功功率控制指令并下发至所述风电场AGC系统。
6.根据权利要求5所述的实现风电场AGC自动调节的系统，其特征在于: 所述风机主控系统接口模块还包括单台风机有功功率控制接口 ； 所述自动发电控制模块用于根据所述电网调度中心AGC主站下发的所述AGC有功功率控制指令中的AGC有功功率目标值，确定每台风机的有功功率输出目标值，并通过所述单台风机有功功率控制接口下发给相应的风机主控系统执行，以实现风电场AGC自动调节。
7.根据权利要求6所述的实现风电场AGC自动调节的系统，其特征在于: 所述确定每台风机的有功功率输出目标值包括根据所述AGC有功功率目标值以及风电场每台风机、升压站的实时运行数据，考虑电网和设备的安全约束，确定参与调控的风机以及调控幅度，从而确定所述每台风机的有功功率输出目标值。
8.根据在前任一权利要求所述的实现风电场AGC自动调节的系统，其特征在于: 所述风电场AGC系统与升压站综自系统位于同一安全区内，两者之间通过网口连接；所述风电场AGC系统与一个或多个风机主控系统通过RS485 口连接。
【文档编号】H02J13/00GK104201722SQ201410332334
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】刘小杰, 王志刚, 郭仕杰, 钱铁军, 朱晓庚, 李凤霞, 张峰, 李丽 申请人:内蒙古电力勘测设计院有限责任公司