一种光伏电站集中监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网调控技术领域，尤其涉及一种光伏电站集中监控系统。
【背景技术】
[0002]无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。
[0003]太阳能发电近年来在国家的大力扶持下获得了巨大的发展，由于太阳能发电的随机性、间歇性的特点，造成电网运行调度的困难和复杂化，对电网的安全稳定运行造成了很大影响，因此电网调度机构迫切需要实现光伏电站运行的实时监控。
[0004]光伏发电的快速发展，给电网带来了巨大挑战，使得电网需考虑大规模光伏接入电网的背景下，如何实现光伏电站输出的功率控制至关重要。光伏发电的随机波动性，增加了电网运行控制的难度，降低电网运行经济性。
[0005]AGC是现代电网控制的一项基本和重要功能，是建立在能量管理系统(EnergyManagementSystemJI^IS EMS)和发电厂闭环控制的一种先进的技术手段。实施AGC可以提高电网运行的经济性，减少调度运行人员的劳动强度。目前AGC在常规电源如水电厂、火电厂中已得到成熟应用，但光伏方面的应用在国内仍然处在起步阶段。
[0006]实现AGC的前提是光伏电站的逆变器监控子系统必须具有功率控制能力，并能够向外提供通信接口和协议执行AGC控制指令。目前一些逆变器监控子系统已经具备了单台、成组逆变器的功率控制和分配功能，为AGC的实现提供了良好基础。在通信协议上，各逆变器监控厂商使用的技术没有统一标准，也未对外开放，导致信息无法有效的集成和共享。在逆变器功率控制方面，针对不同类型逆变器的控制，只能单独进行开发和实施，缺乏成熟的技术实施方案。
[0007]因此为了能够在光伏电站实现与常规电源类似的自动发电控制，需要在参考常规电源AGC运行经验的基础上，同时结合光伏发电的特点，从电网调度侧和光伏电站整体考虑光伏AGC的实现方案，确定光伏AGC的控制流程，在光伏电站侧通过通信协议的标准化解决不同类型逆变器的统一控制问题，在电网调度侧利用EMS提供的光伏发电计划和AGC功率调节量，自动生成AGC调节目标值并下发给光伏电站完成自动发电控制。
[0008]AVC适应21世纪我国电网发展的实际情况。作为现代电网调度控制的基本而重要的功能，AVC是指通过调度自动化SCADA系统实时采集电网各节点的“四遥”数据进行在线分析和计算，在确保电网与设备安全运行的前提下，综合各种约束条件，实现无功补偿设备合理投入和无功功率分层就地平衡与电压稳定的综合优化目标。经过多年努力，AVC获取迅猛发展，已从原来传统的产站端VQC发展到整个电网范围内的自动电压控制。电网自动电压控制是目前电压/无功控制中的追求的最高级形式。它集安全性和经济性于一体，可实现安全约束下的经济的闭环控制，被公认为是电力系统调度控制发展的最高阶段。因此，AVC的复杂程序远远大于AGC，因为它不但要考虑发电机组的无功控制，还要兼顾无功补偿设备及变压器分接头的投切和控制，其约束条件也远多于AGC。因此AVC系统是一项复杂的系统工程。在自动装置的作用和给定电压约束条件下，发电机的励磁、变电站和用户的无功补偿装置的出力以及变压器的分接头都能按指令自动进行闭环调整，使其注入电网的无功逐渐接近电网要求的最优值，从而使全网有接近最优的无功电压潮流，这个过程叫自动电压控制(AutomaticVoltageControl，简称AVC)，是现代电网控制的一项重要功能。
[0009]对于一个由数十台甚至上百台具有无功调节能力的逆变器，其无功控制的关键在于如何协调光伏电站无功控制与逆变器控制之间的关系。由于光伏电站机组容量相对较小，单台逆变器无功调节难以实现对系统电压的支撑，也难以满足相关规程要求。因此，光伏电站的无功功率调节问题必然牵涉到众多逆变器组及无功补偿设备的联合调节。如何协调控制每台逆变器的及无功补偿设备无功输出，使得光伏电站并网点的无功输出满足系统负荷变化，抑制由负荷变化引起的母线电压波动，抵御由局部电网故障造成的控制点电压跌落，维持光伏电站接入区域电网电压稳定问题备受关注。
【发明内容】
[0010]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种光伏电站集中监控系统。
[0011]本发明提出的一种光伏电站集中监控系统，用于实时监控光伏电站工作状态，并根据电网调度系统的指令控制光伏电站工作，包括:系统主机、升压站监控子系统、光功率预测子系统、SVG/SVC监控子系统、逆变器监控子系统；
[0012]系统主机分别与电网调度系统、升压站监控子系统、光功率预测子系统、SVG/SVC监控子系统、逆变器监控子系统连接；
[0013]升压站监控子系统用于采集光伏电站实时出力数据并发送到系统主机；
[0014]光功率预测子系统用于采集未来时间段太阳能预测信息，生成光功率实时预测结果数据并上传到系统主机；
[0015]SVG/SVC监控子系统用于采集无功补偿装置的投切状态、输出的无功功率和功率因数并发送到系统主机；
[0016]逆变器监控子系统实时采集气象数据、逆变器电气数据，以及逆变器运行状态上传到系统主机；
[0017]系统主机接收电网调度系统的控制指令，自动生成AGC调节目标值，并通过逆变器监控子系统和SVG/SVC监控子系统发送给各逆变器和无功补偿装置执行，并下发指令给升压站监控子系统调节主变接头升档或降档。
[0018]优选地，可根据电网调度系统下发的指令对光伏电站进行有功功率输出控制和无功电压控制；有功功率输出控制分为远方闭环调节和本地开环调节，闭环调节状态下，系统主机接收电网调度系统下发的有功目标控制指令，并根据有功目标控制指令通过逆变器监控子系统控制逆变器工作；开环调节状态下，系统主机接收光功率预测子系统上传的光功率实时预测结果数据，并生成有功目标指令通过变器监控子系统控制逆变器工作；无功电压控制状态下，系统主机接收电网调度系统下发的无功目标指令，并分别通过逆变器监控子系统、SVG/SVC监控子系统、升压站监控子系统调节逆变器、无功补偿装置、主变接头。
[0019]优选地，无功电压控制状态下，系统主机采用优先释放逆变器无功裕度的方式跟随无功目标指令。
[0020]优选地，所述光伏电站集中监控系统通过数据调度网与电网调度系统通信。
[0021]优选地，所述光伏电站集中监控系统与电网调度系统的通信协议为DL/T634.5.104-2002。
[0022]优选地，系统主机与升压站监控子系统的通信协议为DL/634.6.101-2002、DL/634.6.104-2002 或 CDT0
[0023]优选地，升压站监控子系统采集的光伏电站实时出力数据包括并网点的电气信息，以及升压站开关、刀闸状态、主变分接头位置状态信息。
[0024]优选地，系统主机包括数据采集模块、处理模块、通信模块和诊断模块，数据采集模块通过通信模块与电网调度系统、升压站监控子系统、光功率预测子系统、SVG/SVC监控子系统、逆变器监控子系统连接，处理模块分别与数据采集模块和诊断模块连接，处理模块还通过通信模块与升压站监控子系统、光功率预测子系统、SVG/SVC监控子系统、逆变器监控子系统连接。
[0025]优选地，通信模块包括通信串口和以太网口。
[0026]优选地，光伏电站集中监控系统的无功控制方法，包括如下步骤: