一种一次调频系统的制作方法

本实用新型涉及电力系统调频技术领域，特别是涉及一种一次调频系统。

背景技术：

近年来，我国风力发电机容量和消纳总量高速增长，但风电弃风问题严重，而系统调频能力不足是造成风电弃风的主要原因之一。目前，常规机组不仅要跟随负荷的变化，还需平衡风电的出力波动性，当波动范围超出系统调节能力时，必须控制其出力保持系统平衡，就会造成弃风。为此，仅依靠常规机组进行调频已无法满足大规模风电的并网运行，这就要求风电自身应具备参与系统调频的能力。

但是，风电场内风电机组的空间分散性较强，通过风电场调度中心统一集中控制难度较大，因此，亟待一种能够实现风电场内各风电机组与风电场调度中心的分散协调调频系统。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种一次调频系统，能够实现风电场内各风电机组与风电场调度中心的分散协调。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种一次调频系统，包括：设置于风电场调度中心的监控系统以及设置于各风电机组的一次调频装置；

各所述一次调频装置均包括：处理器、风速传感器和转速传感器，所述处理器分别与所述风速传感器和所述转速传感器连接；

所述风速传感器，用于检测外部风速，并将采集到的风速数据发送给所述处理器；所述转速传感器，用于检测发电机的转速，并将采集到的转速数据发送给所述处理器；所述处理器根据所述风速数据和所述转速数据获得所述风电机组的调频功率；

所述监控系统，用于接收电网频率设备检测到的电网频率；

所述处理器和所述监控系统连接，所述处理器根据所述调频功率和所述电网频率偏差确定是否对所述发电机调频。

可选的，所述一次调频装置还包括信号处理电路，所述信号处理电路的输入端分别与所述风速传感器和所述转速传感器连接，所述信号处理电路的输出端和所述处理器连接，所述信号处理电路对所述风速数据和所述转速数据中的杂质信号进行过滤处理，获得过滤后的数据。

可选的，所述一次调频装置还包括模数转换电路，所述模数转换电路的输入端和所述信号处理电路的输出端连接，所述模数转换电路的输出端和所述处理器连接，所述模数转换电路将过滤后的模拟数据转换为数字数据。

可选的，所述一次调频装置还包括时钟电路，所述时钟电路和所述处理器连接，所述时钟电路用于对实时时间产生对应的电信号，并将所述电信号传送至所述处理器，所述处理器根据所述电信号对所述风电机组的调频功率进行时间标记，获得时间标记的调频功率。

可选的，所述一次调频装置还包括存储器，所述存储器和所述处理器连接，所述存储器对所述时间标记的调频功率进行存储。

可选的，所述处理器和所述监控系统通过无线网络连接，所述无线网络为GPRS网络。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型提供了一种一次调频系统，处理器根据风速数据和转速数据获得风电机组的调频功率，处理器根据调频功率和电网频率偏差确定是否对发电机调频，进而确定风电机组是否参与一次调频，实现风电场内各风电机组与风电场调度中心的分散协调，有效降低风电场的弃风现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一种一次调频系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种一次调频系统，能够实现风电场内各风电机组与风电场调度中心的分散协调。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例一种一次调频系统结构示意图，如图1所示，本实用新型提供一种一次调频系统，包括：设置于风电场调度中心的监控系统4以及设置于各风电机组的一次调频装置；各所述一次调频装置均包括：处理器3、风速传感器1和转速传感器2，所述处理器3分别与所述风速传感器1和所述转速传感器2连接；所述风速传感器1，用于检测外部风速，并将采集到的风速数据发送给所述处理器3；所述转速传感器2，用于检测发电机的转速，并将采集到的转速数据发送给所述处理器3；所述处理器3根据所述风速数据和所述转速数据获得所述风电机组的调频功率；所述监控系统4，用于接收电网频率设备检测到的电网频率；所述处理器3和所述监控系统4连接，所述处理器3根据所述调频功率和所述电网频率偏差确定是否对所述发电机调频。

所述风速传感器1型号是DP-FS485，设置于所述风电机组外壳上方，所述转速传感器2型号是ZC402，设置在所述发电机转轴上。

所述处理器3根据所述调频功率和所述电网频率偏差确定是否对所述发电机调频，具体的，根据实时调频功率值与电网额定频率50Hz相比，若偏差大于±0.2Hz时，则一次调频装置参与调频，此时所述处理器3通过风电机组控制器9将调频功率发送给发电机，即风电机组进行降速增发一次调频功率。

作为本实用新型一种实施方式，本实用新型所述一次调频装置还包括：

信号处理电路5，所述信号处理电路5的输入端分别与所述风速传感器1和所述转速传感器2连接，所述信号处理电路5的输出端和所述处理器3连接，所述信号处理电路5对所述风速数据和所述转速数据中的杂质信号进行过滤处理，获得过滤后的数据。

作为本实用新型一种实施方式，本实用新型所述一次调频装置还包括：

模数转换电路6，所述模数转换电路6的输入端和所述信号处理电路5的输出端连接，所述模数转换电路6的输出端和所述处理器3连接，所述模数转换电路6将过滤后的模拟数据转换为数字数据。所述模数转换电路6中设有16位的模数转换芯片，用于转换风速传感器1和转速传感器2输入的模拟信号。

作为本实用新型一种实施方式，本实用新型所述一次调频装置还包括：

时钟电路8，所述时钟电路8和所述处理器3连接，所述时钟电路8用于对实时时间产生对应的电信号，并将所述电信号传送至所述处理器3，所述处理器3根据所述电信号对所述风电机组的调频功率进行时间标记，获得时间标记的调频功率。

考虑风电场调度中心监控系统4收集风电场内各风电机组调频功率的有效性，每个一次调频装置中时钟电路8的时钟通过风电场调度中心的监控系统4统一受时，以保证数据存储时的同时性。

作为本实用新型一种实施方式，本实用新型所述一次调频装置还包括：

存储器7，所述存储器7和所述处理器3连接，所述存储器7对所述时间标记的调频功率进行存储。所述存储器7型号是MT46H16M32LF。

每次所述处理器3存储数据时都会通过时钟电路8，对调频功率数据带上时标进行存储，并将带有时间的数据通过无线网络传送到监控系统4。

所述处理器3和所述监控系统4通过无线网络连接，所述无线网络为GPRS网络。每个风电机组一次调频装置通过无线网络与风电场调度中心的监控系统4进行数据的实时交互，所述处理器3通过GPRS网络将计算得到的调频功率传输到所述监控系统4，同时接收来自监控系统4的电网频率，所述监控系统4接收现场每台风电机组的调频功率数据，同时对所有的风电机组调频功率数据进行处理、整合，以报表等形式显示并储存，为电力系统调度中心提供数据参考。

本实施例中所述处理器3采用高速低功耗的STM32系列的微处理器3，提高风电场一次调频系统的性能，快速完成现场数据的检测以及调频功率的计算、存储和发送，并保证风电机组调频功率的可靠性和安全性，同时降低了工作能耗，提高了设备的使用寿命和运行可靠性。

本实施例为了保证风电机组参与系统一次调频的安全性和可靠性，风电机组进行增发一次调频功率时仍需实时检测风电机组的风速和发电机的转速，根据当前风速和转速，计算一次调频功率，保证风电机组一次调频后能够恢复到调频前的功率。

本实施例提供了一种一次调频系统，处理器根据风速数据和转速数据获得风电机组的调频功率，处理器根据调频功率和电网频率偏差确定是否对发电机调频，进而确定风电机组是否参与一次调频，实现风电场内各风电机组与风电场调度中心的分散协调，有效降低风电场的弃风现象。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。