清華大學科技成果

清華大學科技成果——電網友好型風電場并網運行

監(jiān)控平臺成果簡介風電場并網運行控制平臺包含風功率預測、風電場自動發(fā)電控制(AutomaticGenerationControl，AGC)、風電場自動電壓控制(AutomaticVoltageControl)等主要功能子系統(tǒng)，對內進行發(fā)電廠發(fā)電計劃制定、在線實時控制等綜合功能，對外配合電網進行AGC、AVC調度，實現(xiàn)風-火-水-儲的優(yōu)化互濟運行，是建設電網友好型風電的核心技術。風功率預測系統(tǒng)風功率預測系統(tǒng)包含功率預測、風電監(jiān)視、數(shù)據分析、程序管理等四大功能子系統(tǒng)，滿足風功率預測、實時風電監(jiān)控、數(shù)據挖掘等綜合性風電管理需求。功率預測系統(tǒng)支持豐富的用戶角色，滿足預報員、調度員、管理員等不同角色用戶的業(yè)務需求，提供具有針對性的后臺模塊與人機界面。調度員：實時監(jiān)視風電運行狀態(tài)、在線調度風電運行等；預報員：風功率曲線預報、模型訓練、預測結果訂正與自動發(fā)布管理員：系統(tǒng)的擴容與升級、程序模塊監(jiān)視、日志管理等。鳳電場輸出模型L_■數(shù)傳天氣預報對比鳳功聿預測子示圻支懵豐密皚可觀彳乳戲能，可詢肯鞏疏舉實測/碩劇曲線時比、鳳電場軸出模爭、數(shù)憤天咒預報対比??」M鳳電場輸出模型L_■數(shù)傳天氣預報對比鳳功聿預測子示圻支懵豐密皚可觀彳乳戲能，可詢肯鞏疏舉實測/碩劇曲線時比、鳳電場軸出模爭、數(shù)憤天咒預報対比??」M世1*:性■鞏網功率實測/■預測曲醱對比功率預測系統(tǒng)提供智能化預報員向導系統(tǒng)，確保系統(tǒng)隨著數(shù)據積累，建立精度越來越高預測模型。采用歐洲氣象中心、中國氣象中心的全球模式；采用MMD5（美國）中尺度模式，生產數(shù)值天氣預報。功率預測系統(tǒng)對不同風場建立針對性模型，具有詳盡的數(shù)據預處理功能，應對現(xiàn)場數(shù)據錯誤、缺失等復雜情況。系統(tǒng)可以智能分析系統(tǒng)誤差，預測模型可選用定時訓練更新或人工更新。系統(tǒng)按典型天氣類型建模，對雨/雪/揚沙/低溫等極端天氣建模更加準確。豐富、可靠、強大的數(shù)據中心是進行風功率預測、風電實時監(jiān)視、風資源評估的基礎。功率預測系統(tǒng)提供海量數(shù)據存儲、快速查詢、風資源可視化、數(shù)值天氣預報分析、系統(tǒng)評價等綜合性數(shù)據管理功能。風電場自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）風電場AVC系統(tǒng)是一個在現(xiàn)有風機SCADA與升壓站SCADA基礎上，實現(xiàn)自動閉環(huán)、利用雙饋風機自身無功調節(jié)能力滿足風電場并網綜合需求的監(jiān)控管理系統(tǒng)。從2006年起，國家電網對風電場并入點網點（PointofCouplingConnection，簡稱PCC）的電壓、無功與電能質量等提出了一系列要求，內容包括PCC電壓偏差、電壓波動范圍、功率因數(shù)、諧波與閃變的。隨著我國風電建設深入、電網電壓調整的需要，在風電富集地區(qū)的風電場將需要調整其電壓參考點或無功輸出值等以滿足更高級的并網需求?？紤]到風電場電壓-無功調節(jié)特性的復雜性，依靠單一手段已不能滿足要求，協(xié)調多種控制手段，以較低的調節(jié)成本達到理想控制效果是風電場電壓-無功控制的必然要求。風電場AVC系統(tǒng)的主要功能如下：1、 實時監(jiān)視風電場并網點以及內部電網的電壓和無功信息；2、 協(xié)調控制集中無功補償設備、事件驅動的控制模式將減少控制設備的投切率，提高設備的使用壽命；3、 動態(tài)調節(jié)雙饋風機功率因數(shù)，最快響應時間少于100ms；4、 閉環(huán)控制系統(tǒng)，參與電網自動電壓控制，減少現(xiàn)場工作人員的工作量；5、 改善局部電壓質量和無功水平6、 保證風電場并網點的電壓質量和無功的吸收；7、 保證風電場的電壓穩(wěn)定、降低配網網損。應用說明系統(tǒng)共包含：

1、數(shù)據與通信服務器，提供數(shù)據存儲、實現(xiàn)與電網調度系統(tǒng)的通信功能。本系統(tǒng)通過風機廠商提供的OPC接口，采集風機實時數(shù)據。系統(tǒng)通過OPC接口獲得與風機實測信息，同時上傳功率預測結果、指令反饋等。此外，還可以按用戶定制的消息發(fā)布通道，將用戶關心的詳細信息傳遞至指定地點（如發(fā)電集團的風電信息監(jiān)視中心等）。2、調度終端與維護，提供面向調度員的風電實時監(jiān)視功能、預報向導系統(tǒng)、管理界面、風電場自動電壓控制見識，同時供系統(tǒng)維護、升級使用。3、標準化機柜（可考慮與其它系統(tǒng)共用機柜）。4、網絡交換機、路由、網線等網絡配件。5、風功率預測系統(tǒng)與風電場AVC系統(tǒng)可以分開單獨配置。指令I含功率預滇數(shù)值天氣預報.功率預測結黑用戶定制消息發(fā)布數(shù)據與通指令I含功率預滇數(shù)值天氣預報.功率預測結黑用戶定制消息發(fā)布數(shù)據與通信服務器風機翊數(shù)據|風電場并網|控制平臺風電預測系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的通信方式應用范圍成果主要適用于電力行業(yè)相關企業(yè)，特別是與風力發(fā)電相關的新能源產業(yè)，如風電場、風力發(fā)電集團、電力調度中心、風機制造商與從事相關行業(yè)的研究院所。效益分析對風電進行功率預測、實時監(jiān)控與在線控制是未來風電發(fā)展的必然趨勢，可以全面提升電網、風電場、發(fā)電商等不同實體對風力發(fā)電的認知深度、調控能力、與管理水平。目前我國北方地區(qū)受電網調節(jié)能力限制，約有1/3風電處于閑置狀態(tài)，利用風功率預測、增加風電可控性可在不增加額外設備投資的基礎上，大幅程度上提高風電接納能力。據歐洲經驗，利用風電功率預測，合理安排檢修時間，可以增加上網電量2-3%，對100MW規(guī)模的風電場而言，按風電上網電價0.7元計算，年約增收42萬元。電網對風電場并網點采取了嚴格的無功考核