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风电系统的运行集中控制分析

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风电系统的运行集中控制分析

摘要：做为我国风能有效借助的重要发电系统，风能系统在我国相对分散。集中控制系统可做到风电场内各种电气设备运行状态的实时监控，功能上相当于风电场主监控室，系统基本相同。本文根据对风电系统运行集中控制的研究，简要论述了集中控制在风电系统运行中的重要价值，并从系统总体、软件和配置等方面论述了集中控制系统的内容。论文最后分别对风电系统集中运行控制的数据监测和故障判断方面进行了研究，为风电集中运行控制系统的建设和应用予以支撑。

关键词；风能系统；集中运行控制；系统组成

1引言

风电集控运行做到对各种设备及风电机组运行状态的实时监控，与风电场主控室监控系统功能相同。有利于各种生产数据的快速采集、统计和分类管理，有利于故障数据的比较、分析和整理。但在实践中，风电集中控制的运行模式仍存在一些问题应当需要解决。文章对集中控制运行系统进行技术分析并提出有效的解决方案，希望对提升风能集中控制运行效果具备积极意义。

2风能系统运行集中控制系统的结构组成

2.1系统总体配置及软硬件

风能系统运行集中控制系统的设计和应用，应当需要实行自上而下的集中管控，其中包含站级集中监控区域、集中远程控制、风电场总部控制系统等。风电系统集中远程控制系统应当需要部署在区域集中控制中心的集中控制层。风电集中远程控制系统方案设计应当需要满足最大50万个的容量要求。在运行风能系统的集中控制系统的设计过程中应当需要选用可扩展的架构。确保各类硬件设备得以结合风电场规模和区域集控中心存储数据量的要求灵活调整。在最小的情况下，风电场只应当需要一台服务器就能够完全做到各种实时监控任务。与风电运行集中控制相关的系统配置具体涵盖前端服务器、数据服务器、应用服务器、远程服务器、硬件防火墙、交换机等。风电运营集中控制系统提供的服务模块应当需要根据统一的技术管理平台，该技术平台能够将各种监控任务所需的技术和业务封装到相应的服务模块中并相互交换数据。也能够借助平台予以的各种数据功能来实现。风电集中控制平台的层次可分为硬件、操作系统、数据管理、信息传输与交换等。应当需要采取使用面向服务的技术来建立系统架构。从监控对象来看，风能运行集中控制系统可分为区域中心、风电场和风机三个监控部分。

2.2系统的层次结构

风电系统运行集中控制系统要求在总部构建相应的控制中心，在不同地区构建相应的集中控制中心。一般来说，风电运行集中控制系统的具体架构能够分为以下四层：一是采集层。该层主要负责实时采集风电场内部设备的各种数据，具体涵盖风电场各种电气设备的信息，主要是可编程逻辑控制器和风电机组传感器的数据。借助对多台机组的数据进行综合分析，相关人员能够对机组的启动、停止、转向、制动等控制和保护动作进行综合分析和判断，确保风机真正做到控制自动控制。避免先前的几种人类行为的干预。二是现场控制层。现场控制层主要涉及风电场集中控制系统的建设，以整合整个风电场内的多个系统，促进达成不同运行数据的统一采集。具体可分为风电产品制造商SCADA系统、能源预测系统、自动集成系统等。风电场电气设备的运行信息通过汇总处理后，能够及时发送至集中控制层。一般来说，现场控制层系统应当需要根据Windows系统，以保证与各种低成本通信协议的完全兼容。随着时间的推移不同厂商更新协议，未来Windows系统可能会被Linux系统取代[3]。三是集中控制层，分布在区域控制中心内，主要负责区域内现有风力发电设备的集中监管。集中控制层与现场控制层之间有良好的通信关系，要求及时采集区域内不同风电场的运行信息，并将控制指令的内容直接下发到现场。现场控制层收到集中控制层的命令后，能够将具体的命令内容一一发送给风力发电机、升压站等用电设备。集中控制层一般能够采取使用Internet网络技术上的VPN技术为起点，或者借助专用电力网络进行通信。四是总控层。本层系统结构是风能公司对分布在全国的风电场的综合调度控制中心。负责与集中控制层进行通信，接受来自不同区域的风电场运行状态信息。还应当需要集监管、控制、召集于一体。数据和其他命令被发送到集中控制层。总体控制层实际上能够在全局范围内优化和调度风电场内电气设备的运行，为后续风电管理工作的深入开展予以支撑。

2.3风电系统运行集控环节数据监测及故障诊断分析

在对风电系统运行进行集中管理和控制的过程中，风机型号和制造商存在明显差异，以现阶段的技术发展，想要控制不同类型的风机控制系统似乎是不可能的。和报警系统在同一系统中，界面显示全方位。在这样的背景前提下，集中控制操作不仅应当需要监控风机的整体运行状态以及启动、停止等简单操作，还应当需要全方位了解风机型号、内部结构和发电方式的差异推动风电场风机发展的能源原理，将日常监测数据状态和故障报警与专业知识融合开发，确保相关人员在工作中不断总结工作经验，提升专业能力。风电系统运行集中控制运行过程中，值班人员不仅应当需要及时记录风机故障室的运行变化，还要观察正常运行情况下风机参数和温度的变化鉴于负载条件的变化，确保得以结合监控系统予以的数据分析结果准确评估不同类型的故障。确定故障部位和原因后，能够及时采取更科学合理的策略，解决风电系统电气设备的故障情况，确保风电系统始终保持相对稳定的运行状态。

3风电系统运行集中控制

3.1控制系统管理

集中运行控制系统的主要组成部分为：电缆运行模块、集散控制系统软件部分、集散控制系统硬件部分、变送开关、面板设备和测量设备。所有模块组成了整个集中运行控制系统，无论哪个模块出现控制问题，都会因素系统运行，甚至造成发电机组主要设备的损坏。因此，风电集中控制一定要对整个系统进行控制和运行，确保系统安全稳定运行。无论是集中控制操作系统的IT部分，还是所有现场设备的管理、控制和运维，都不可或缺。随着技术水平的提高，信息技术对集中控制运行技术的因素越来越深，为了适应电场发展的需要，集散控制系统（DCS）一定要结合电场运行的需要，不断更新系统采取使用新技术来获取系统功能更新。

3.2综合评估

风电功率预测能够结合天气预报情况、历史功率、丰富度和地形特征，研究机组的运行状态数据，达到不断修正风电场输出功率的目的，从而改变电力系统的尖峰负荷为了能够提升压力，促进风能接受能力的提高，在此过程中，一定要结合预报情况，合理地对风力发电机组进行小风时缺陷的维护和消除工作，一定要有计划地进行，以减少大风时对风力发电机运行效率的效果。当这样的背景前提发生时，应当需要提升风电机组运行预测的准确性，保证风电预测系统的正常运行，采取通用措施并制定电力系统的应用，确保风电系统本身的预测风力发电机组能够正常运行。要采取综合措施，合理制定能源生产计划，确保风电场合理组织检修工作，自行有计划地进行缺陷消除干预，减少能源生产损失。风电预测系统服务器监控后，如果上传或接收数据出现异常，就会出现报警。因此，应定期检查风电预测系统服务器和监控系统，发现问题并联系自治人员开发系统。无需实时监控就能够识别并解决相关通信问题。

结语

在风电系统运行中，综合集成是其集中管理模式发展面临的新挑战，应当需要对集中控制系统运行中存在的缺陷做出准确合理的判断，增强集中控制系统的管理。应急响应速度，促进集控运行人员执行能力的增长，是保证集控运行模式下风电系统运行的合理性。只有推进风险系统运行集中管控，才能确保风电集中管控水平的提升，确保各系统功能得以落实，有效处理故障，进行合理的应急管理，促进事故因素的改善。处理和人员执法能力。总体来说，我国风电系统运行的集中控制能够保证相关部门得以实时监控风电系统运行过程中的设备状态。借助对各种数据的采集、比较和分析，能够保证值班人员得以分析和观察风电系统的运行情况，过程中出现的各种指标数据的异常变化，能够合理判断风电系统的具体位置。故障及故障原因，并尽快解决故障问题。

参考文献

[1]胡林.考虑损耗的风电系统MPPT控制策略研究[J].工程与建设,2021,35(03):439-440.

[2]刘维,赵秀双.风电安装平台集中控制系统技术研究[J].中国设备工程,2019(09):173-175.

[3]孙博力,高桂革,曾宪文.分频风电系统的控制策略研究[J].自动化仪表,2017,38(11):17-21.

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风电场集控运行技术

风电场集控运行技术

风电场集控运行技术

摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。当前风力发电主要有三种运行方式。第一种就是将风力发电并入常规电网中，向大电网供电，一个风电场安装几十台甚至上百台风力发电机，提高风力发电的运行效率。第二种是独立运行方式，通过一台风力发电机向一户或多户提供电能，风力发电机还装有蓄电池装置，可以在无风天气下正常供电。第三种是风力发电与其他发电形式相结合，向整个村庄实施供电。为了能够进一步转变传统风电分散管理模式，最主要的就是确保风力发电场集中控制运行，保证风电机组安全接入电网，确保风电能源稳定可持续。本文就风电场集控运行技术展开探讨。

关键词：集中管控；运维管理；运维模式

引言

随着我国经济规模的不断发展，对电力能源的依靠越来越大。我国风电场经过20多年的发展，在很大程度上补充了电力能源的供应。近段时间以来，更多的小型风力发电场转变成为较大规模的风力发电场，这样一来，发电设备就呈现多样性和复杂性的状态，这就给风电场的运维管理带来了极大的挑战。

1风电场集控与运行调度技术

我国风力资源分布不均衡，在风力发电场建设过程中存在布局分散的问题，不同风电场设备、环境、发电出力状况千差万别，无法进行合理的宏观调控。各个风电场之间的距离非常远，每一个风电场内的风机数量非常多，各个设备供应商也存在许多差异，导致整个风力发电维护管理存在许多困难。风力发电场如果统一配备维修管理人员，不仅需要投入大量的人力、财力，而且也不利于运维人员的正常生活。风电场自身存在比较大的不确定性，接入大电网后很容易对整个电网的质量造成影响。由于受到电网架构的限制，导致风电负荷送出困难。针对这些问题，风电场必须积极运用集控与调度系统，实现风电场的现场无人值守，确保整个变电站实现变电站运行质量全面提高。 2风电场集控运行管理模式的实践

2.1完善集控系统功能，制定集控管理制度

根据集控运行管理模式的需要，赤峰公司进一步完善了集中监控系统的功能，增设了风机启停记录报表模块，数据分析模块、可利用率统计模块等，使公司本部集控中心每班只需三个人即可以完成已投运六个风电场的日常运行值班工作。配合风电场集控运行管理模式的实施，公司制定了一系列管理制度，如《集控中心运行人员岗位职责》《集控中心运行管理制度》《集控中心与现场运行人员工作界面》《集控中心运行规程》等。

我国风电场运营管理问题研究

我国风电场运营管理问题研究

我国风电场运营管理问题研究

近年来,随着我国风能发电技术的日益成熟和政府政策的大力支持,风电行业获得了长足的发展.截至2010 年底，我国风电总装机容量达4473。3 万千瓦，居全球第一位［1］。“十二五”期间，风电作为可再生能源是“十二五"期间发展的重点，规划新增风电装机容量7000万千瓦以上［2］，预计到2015 年，我国风电总装机容量将达到1。5 亿千瓦。

随着近年来大型特大型风电场的陆续建成投产，风电场运行管理方面所产生的问题也不断出现,如何有效解决存在的问题、用什么样的运营管理模式与措施实现风场安全效益与经济效益最大化,是所有项目业主思考的问题。

一、我国风电场运行管理现状及其存在的问题

(一）我国风电场运行的特点

1、主机型号多,电气系统复杂。由于风电项目实施阶段不同，导致多期项目,多种机型风电场的形成。同时电气系统电压等级高、电气设备日趋复杂化。

2、风能的能量密度小.为了得到相同的发电容量,风力发电机的风轮尺寸比相应的水轮机大几十倍。

3、风能的稳定性差.风能属于过程性能源，具有随机性、间歇性、不稳定性,风速和风向经常变动，它们对风力发电机的工况影响很大。为得到较稳定的输出电能，风力发电机必须加装调速、调向和刹车等调节和控制装置。

4、风能不能储存。对于单机独立运行的风力发电机组，要保证不间断供电，必须配备相应的储能装置。

5、风轮的效率较低。风轮的理论最大效率为59。3%,实际效率会更低一些,统计显示,水平轴风轮机最大效率通常在20%－50%，垂直轴风轮机最大效率在30%－40％。

6、风电场的分布位置偏远。我国的风电资源虽然比较丰富,但多数集中在西北、华北和东北等三北地区，决定了风电场建设的位置。

（二）我国风电场运营管理的现状

我国风电开发在上世纪八九十年代呈缓慢发展态势，在小型风电场模式下，形成了“运维合一、一岗多责、一专多能”的管理模式，对小容量风电场的安全高效运行起到了积极的作用。我国风电大规模投运时间较短，尚未形成适合风电场特点的管理模式和制度。很多项目企业还延续着过去的简单运行管理体制，导致风电场缺乏有经验的运行和检修技术人员；安全生产规范、标准不完善；机组优化运行能力不足；发电效率有进一步提升空间；安全生产及投资收益存在一定风险。

风电场远程化集中控制系统

风电场远程化集中控制系统

风电场远程化集中控制系统

（SPWIC-3000）

随着新能源在国内市场的大规模开发和利用，风力发电技术已经逐步趋于成熟和完善，截止到2014年初，我国风电装机容量已达到91GW，位居全球第一，然而在国家政策及相关规范的刺激下，在一、二类风资源区域的开发枯竭条件下，大量的企业制造商及投资商将风电的发展转向三、四类甚至更低的风资源区域，为此风电场站的集中式优质开发逐步走向地处偏远、分散的低风速区，同时加上运行管理人员少、运行管理工作量大，集团公司不能很好掌控各风电场的实际运行效果及经济效益。

减少场站监管的工作量、实现不同类型各风电场的统一监管、多层监控、实现无人值班少人值守的运营模式，将成为各风电集团公司需要解决的一个重要课题。国能日新公司通过在全国300多个风电场的工程实践经验以及产品的自主研发、自主实施、自主服务理念，针对不同客户的实际应用及个性化需求，研发的风电场远程化集中控制系统（简称：SPWIC-3000）完全可解决风电集团公司对分布分散、地处偏远的风电场实现无人值班、少人值守、统一调配、经济管理的运行模式，大量的节省了人力、物力、财力及管理的投资。

SPWIC-3000是在已有的各风电场监控的基础上建立统一的实时历史数据库平台以及集中监控平台来实现对风场群的远程监控和管理的总体目标。SPWIC-3000将现有风电场本地的监控系统、风电机组状态监测系统、功率预测系统等相关信息进行整合构建成统一的生产信息系统平台，实现各风电场监控系统和统一系统平台之间的数据交互，并能够向各个监控点提供统一的运行相关信息，实现风电集团公司在监控层面上的一致性。因此，基于远程的集中监控系统平台能够实现对其区域内的风电场进行监控调度功能，实现对风电场群的集中运行管理、集中检修管理、集中经营管理和集中后勤管理，通过人力资源、工具和备件、资金和技术的合理调配与运用，达到人、财、物的高效运作和资源的优化利用，保障实现风电场群综合利用效益最大化。

风电场群区集控系统的电力调度与协调

风电场群区集控系统的电力调度与协调

风电场群区集控系统的电力调度与协调

近年来，随着可再生能源的快速发展，风电已经成为我国电力行业的重要组成部分。在风电场群区中，风电集控系统的电力调度与协调发挥着关键作用。本文旨在探讨风电场群区集控系统的电力调度与协调的重要性及其实施方法。

首先，风电场群区集控系统的电力调度与协调对于保障电力供应的稳定性具有重要意义。由于风能的不稳定性，风电场的发电量会随风速的变化而波动。风电场群区集控系统可以根据风资源和电网负荷的状况，实时调度各个风电场之间的发电量，从而保持电力供应的平衡。通过适时减少或增加发电量，集控系统能够实现对电力系统的动态调整，避免了电网的过负荷或不足，提高了电网的稳定性和可靠性。

其次，风电场群区集控系统的电力调度与协调可以提高电力系统的效能。通过集中控制和协调各个风电场的运行模式，可以优化系统的发电效率和电网调度效能。在电力系统的运行过程中，集控系统通过智能化算法和预测模型，实现对风电场之间的密切协同，最大限度地提高风电场的利用率。同时，通过合理规划和配置发电资源，集控系统能够减少电力系统的能量损耗，提高电力系统的能源利用效率。

此外，风电场群区集控系统的电力调度与协调对于促进可再生能源的开发和利用具有积极意义。随着我国对于可再生能源的大力发展，风电场群区集控系统可以承担更加复杂和庞大的调度任务。通过对风电场群区中风电机组的协同控制，可以有效地提高风电机组的发电能力和稳定性。同时，集控系统的智能化技术和数据分析能力，为风电场的运维管理提供了更加科学和精准的支持。通过集中监控和管理风电场群区的运行状态，集控系统可以及时发现和解决问题，提高风电场的运行效率和可靠性。

在风电场群区集控系统的电力调度与协调中，有几个关键的技术和方法需要注意。首先是数据获取和处理。集控系统需要收集各个风电场的运行数据和电力系统的负荷数据，并进行有效的处理和分析。其次是智能化控制与优化。通过智能化控制算法和优化模型，集控系统可以实现对风电场的集中控制和协同调度，提高系统的效能和稳定性。此外，还需要建立完善的通信网络和信息管理系统，以确保各个子系统之间的协同工作和数据的快速传输。