一种风电场能量管理监控设备的制作方法

1.本实用新型涉及风电机组的监控技术领域，具体是一种集成度高的风电场能量管理监控设备。


背景技术：

2.当前风电场监控系统(scada)多在windows系统运行，其中agc(自动发电控制，automatic generation control)、avc(automatic voltage control，自动电压控制)和风机scada分别对应不同的监控系统独立运行，无法集成到一套监控系统中实现整个风电场的能量监测和管理。随着风电场能量管理系统接入设备的增加，监控系统运行的稳定性逐渐受到重视，有些风电场业主明确要求监控系统运行在linux环境下。为了便于风电场集中管理，风电场能量管理系统需集成agc、avc控制，监控系统也应集成agc、avc监测和管理功能。


技术实现要素：

3.在下文中给出了关于本实用新型实施例的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
4.根据本申请的一个方面，提供一种风电场能量管理监控设备，包括：风机群、数据采集模块、agc模块、avc模块、能量控制模块和报警模块，其中，数据采集模块用于采集电网电量数据和风机群的工作状态数据，agc模块用于风电场的有功功率控制，avc模块用于风电场的无功功率控制；能量控制模块与数据采集模块、agc模块和avc模块相连接，接收数据采集模块的数据，并根据该数据对agc模块和avc模块进行控制以实现有功或者无功调整，报警模块与能量控制模块相连接，根据能量控制模块的输出实现报警。
5.其中，agc模块包括相互电性连接的agc自动发电控制单元和一次调频模块，所述avc模块包括相互电性连接的avc自动电压控制单元和无功调压模块。
6.进一步的，所述agc模块还包括与agc自动发电控制单元电性连接的第一控制接口，第一控制接口是spi接口、sdio接口、usb接口、uart接口、 i2c接口或rs-422/rs-485接口，该第一控制接口用于agc模块与其他设备的连接，方便维护和测试。所述avc模块还包括与avc自动电压控制单元电性连接的第二控制接口，第二控制接口是spi接口、sdio接口、usb接口、 uart接口、i2c接口或rs-422/rs-485接口，该第二控制接口用于avc模块与其他设备的连接，方便维护和测试。
7.其中，所述数据采集模块是由电量计量器或智能电表实现。报警模块可采用声光报警器实现。
8.除了上述有线的控制接口，该风电场能量管理监控设备还包括与能量控制模块电性连接的无线通信模块。该无线通信模块采用wifi通信模块、gsm通信模块或gprs通信模块
实现。
9.本申请通过上述方案实现的风电场能量管理监控设备，集成了风机群、agc 模块、avc模块、以及能量控制模块和报警模块，能量控制模块通过接收数据采集模块采集的风机群、调度、电网测量等设备运行信息，对风电场的有功和无功功率进行控制，从而跟踪调度下发的有功功率和电压给定；该风电场能量管理监控设备实现了对风电场的运行监测和功率管理，对于不同风机、无功补偿设备配置的风电场，通过调节监控系统的有功、无功控制参数，满足风电场有功和无功控制要求。
附图说明
10.本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：
11.图1是本实施例的风电场能量管理监控设备的原理框图。
具体实施方式
12.下面将参照附图来说明本实用新型的实施例。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
13.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
14.参见图1，本实施例中的风电场能量管理监控设备，包括：风机群、数据采集模块、agc模块、avc模块、能量控制模块和报警模块，其中，数据采集模块用于采集电网电量数据和风机群的工作状态数据，agc模块用于风电场的有功功率控制，avc模块用于风电场的无功功率控制；能量控制模块与数据采集模块、agc模块和avc模块相连接，接收数据采集模块的数据，并根据该数据对agc模块和avc模块进行控制以实现有功或者无功调整，报警模块与能量控制模块相连接，根据能量控制模块的输出实现报警。
15.其中，agc模块包括依次电性连接的第一接口模块、agc自动发电控制单元和一次调频模块，avc模块包括依次电性连接的第二接口模块、avc自动电压控制单元和无功调压模块。
16.第一接口模块和第二控制接口用于其与其他设备的连接，方便维护和测试。第一控制接口是spi接口、sdio接口、usb接口、uart接口、i2c接口和 rs-422/rs-485接口中的一个或者多个。第二控制接口是spi接口、sdio接口、usb接口、uart接口、i2c接口以及rs-422/rs-485接口中的一个或者多个。
17.除了上述有线的控制接口，该风电场能量管理监控设备还包括与能量控制模块电
性连接的无线通信模块，该无线通信模块采用wifi通信模块、gsm通信模块或gprs通信模块实现。
18.本实施例中，数据采集模块是由电量计量器或智能电表实现。报警模块可采用声光报警器实现。
19.此外，为方便调度管理，该风电场能量管理监控设备还包括作为调度中心的调度主站，调度主站上设置有linux环境下运行的监控系统，方便现场值班人员查看、分析风电场运行状况，具备风电场运行监控、历史曲线、故障告警等功能。该监控系统在功能架构和风电场运行管理两个方面进行控制管理，详细阐述如下：
20.(1)监控系统在实现风电场运行监控的基础上，集成历史曲线、故障告警、统计报表等功能，支持modbus tcp/opc/dcon等多种通讯协议、web访问等现场需求。该监控系统运行在linux环境下。
21.(2)集成风电场agc、avc和风机运行监测和管理，agc/avc监控部分包含调度遥调/遥测数据、电网测量、参数设置等内容；风机监控部分包含机组列表和机组监控，用于显示风机运行信息。
22.监控系统根据调度下发有功功率/电压实时值或计划值，对风电场有功、无功功率进行精细化控制。对于不同的风场，风场有功/无功容量及配置不同，在监控系统通过调节agc、avc控制参数，满足风电场功率控制要求。另外，监控系统可实时监测风电场运行状况，当风电场运行异常时，监控界面显示风电场能量管理系统故障/告警信息，由风电场值班人员进行相应操作消除异常状况，监控系统自动形成历史故障和操作记录，方便风电场管理人员查看分析。具体的，该监控系统由以下各模块组成：
23.(1)实时监控模块：用于显示风电场运行信息，包括风机、无功补偿等设备运行状态，以及调度、综自系统、电网测量等运行数据；
24.(2)历史曲线模块：记录风电场运行历史曲线，包括风电场有功功率值、无功功率、电压、频率等运行曲线，并支持曲线数据导出为txt/csv文件格式；
25.(3)故障告警模块：当风电场能量管理系统出现故障告警信息，监控系统显示报警发生的时间、报警类型和相关事件信息，并将该信息存储在数据库里，形成历史记录；
26.(4)统计报表模块：用于风电场发电量统计并形成日/月/年报表，该模块也提供故障告警、人员操作等事件报表；
27.(5)参数模块：显示/设置风电场能量管理系统运行参数；
28.(6)用户管理模块：根据当前操作用户的权限等级给与该用户不同的页面显示/参数设置操作权限；
29.该监控系统运行在linux监控系统，保证了设备的可靠性；并将风电场运行数据保存在数据库中，以图表或曲线的方式展示，方便风场值班人员查看、分析风电场运行状况；同时，提供不同的通讯协议为不同设备通讯提供方便；另外，集成风电场agc、avc和风机运行监控，方便风场人员查看和评估风电场运行状况。
30.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
31.尽管上面已经通过对本实用新型的具体实施例的描述对本实用新型进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人
员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本实用新型的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本实用新型的保护范围内。