区域风电生产运营监控系统的开发

风能资源丰富的地区一般都建有多个风电场。这些风电场厂址分散,并且采用不同型号的风电机组,其监控与数据采集（SCADA）系统也不相同,给风电公司的生产运营管理带来很大困难,也给电网的调度和安全运行带来很多问题。为此,开发了区域风电生产运营监控系统。该系统在WEB上实现SCADA功能,可对不同数据规约进行统一整合,进而可对不同机型的SCADA系数数据进行统一管理,使区域风电公司能够远程集中监测和控制管理区域内分散的风电场,为风电生产的“无人值守”打下基础。     

电网电压不平衡下PMSG风电场可控运行区域研究

针对电网电压不平衡下永磁直驱风电场实现其并网有功功率无波动、并网无功功率无波动以及平衡并网电流3个传统控制目标,推导了永磁直驱风电场中网侧变换器输出负序电流能力以及为实现各控制目标所需的负序电流幅值,通过将二者结合,进而得到了基于不同电网电压不平衡度和系统有功出力的永磁直驱风电场实现各传统控制目标的可控运行区域,并利用仿真和实验对其进行验证,为实际永磁直驱风电系统在电网电压不平衡下控制策略的合理选取提供理论依据。     

含风电场的电力系统频率特性动态仿真分析

针对风电接入电力系统后对其稳定性的影响问题,阐述了含风电的电力系统动态仿真模型(风电机组模型包括恒速异步风电机组和双馈变速风电机组),仿真分析了电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下风电系统的频率响应过程,以及风电并网运行对系统频率的时空分布特性的影响。仿真结果表明,电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下,两种不同风电机组对系统频率的作用及影响不同,风电并网运行对频率的时空分布特性产生了重要影响。     

风电并网技术的新进展

由于风电的易变性和不确定性,大比例风电接入电网时会对其运行、调度和稳定性带来影响。文章介绍了风电场并网需考虑的因素,分析了风电场并网技术和控制技术,包括调节无功容量、低电压穿越、减出力和调节有功功率变化率等。最新的风电并网技术可控制整个风电场的无功功率和有功功率,调节并网点电压,并使得风电场在电网故障条件下也能保持并网,这对于电网成功接纳高比例风电有重要作用。     

集成服务环境下风电并网的无功调节（二）信息交换

以并网风电场的无功功率调节为例,研究电力企业集成服务环境下风电并网的协调控制技术。介绍了风电数据采集与监控（SCADA）系统与地调能量管理系统（EMS）的企业集成服务体系架构,重点描述了应用系统之间数据交换的实现方法,具体介绍了无功调节数据交换的数据模型和数据交换组件接口的设计方法。通信系统的仿真实验表明数据模型和数据交换接口设计的正确性。     

电网侧换流器无功功率控制改善双馈风电机组稳定性的研究

研究了改善双馈风电机组（DFIG）的并网风电场暂态稳定性的措施。目前现存的大部分双馈型变速风电机组并不具备故障穿越能力。在DIgSILENT/PowerFactory14.0中建立了具有暂态无功调节能力的变速风电机组电网侧换流器控制模型以及故障后桨距角控制模型,通过对并网风电场仿真分析验证了模型的有效性。仿真结果表明：当风电场电网侧发生短路故障情况下,双馈风电机组电网侧换流器能够产生一定的无功功率支持电网电压;桨距角控制能够降低风电机组的机械转矩,防止机组超速以及电压失稳。双馈风电机组的故障穿越能力得以实现。     

风电场信息的采集与监控

风力发电具有很强的随机性和波动性,风电场规模化并网对电网有较大影响,为保证电网及风电场的安全稳定运行,亟需完整的风电场在线监视和调控。本文介绍了调度主站自动化系统与风电场间交换信息、风电场数据采集与监控功能、主站与风电场侧的信息采集监控系统结构及云南电网应用情况。     

基于DDRTS的风储联合并网功率波动特性及电能质量研究

基于新疆某风电场出力实证数据,对比分析单台风机与整个风电场输出功率特性,论证风电功率间歇性和随机波动性大,但整个风电场输出功率具有自平滑特性,从不同时间尺度进行风电场波动特性量化分析。在DDRTS软件中构建区域电网模型,基于频率和电压稳定约束,仿真分析风电出力波动对电网电压、频率等造成的影响,研究区域电网容忍风电功率多尺度波动极限值的计算方法及规律特征。在不同时间尺度、不同极限风功率波动量情况下,进行电网的电能质量仿真分析。结果表明,构建风储联合并网系统,能有效平抑风电出力波动,降低风电并网对电网电压和频率的影响。     

对大型风电场接入电网并网方式的思考

随着大型风电场开发建设、接入电网,结合当前大型风电场接入电网后运行存在的问题,对大型风电场接入电网并网方式进行了分析和讨论,就并网方式进行了研究,从风机运行特点、风电场并网后对电网的影响、电网故障后对风电场的影响等方面展开了讨论。通过对比分析交流输电方式与柔性轻型直流输电方式的优缺点,电网系统的稳定性及输电的可靠性以及故障时对风机的影响,提出了大型风电场接入电网方式的相关建议,为大力发展风电清洁能源,大型风电场的并网安全稳定运行,减小系统影响提供借鉴,同时也为风电接入系统设计提供参考。     

基于直流电网的非并网风电系统及其控制策略

大规模非并网风力发电理论避开了风电并网的技术难题。文中针对大规模非并网风电系统,采用一种基于直流电网的系统结构,具有能量转换过程少、结构简单、损耗低和可靠性高等优点。针对文中所述的直流电网,提出了电压分级控制策略,该控制策略不仅可以保证低风速时用电负载的正常运行要求,而且大大降低了风电系统与电网的功率交换,减小了风电对电网的影响。用Saber软件建立了仿真模型,仿真结果验证了文中提出的基于直流电网的非并网风电系统及其功率控制策略的可行性。     

基于Internet的风电场SCADA系统框架设计

设计了一种基于Internet的风电场监控与数据采集（SCADA）系统框架,该系统用于实现对多个风电场的远程监控及数据的远程安全传输。使用虚拟专用网（VPN）技术在Internet上构建的各节点（风电场、监控中心、电网调度中心）间的连接,具有性价比高、安全性好的优点。经考察,该方法非常适用于中国的大规模风电场建设和运营,在风力发电行业具有很好的应用前景。     

大规模非并网风电系统开发与应用

风电并网是目前世界上大规模风电场的唯一应用方式,但由于风的高度不稳定性,导致风电大幅度波动,风电在电网中的贡献率难以超过10%。文中介绍了大规模非并网风电直接应用的原创性思路,即大规模风电不并入电网,直接应用于一系列能适应风电特性的终端用户。非并网风电系统中的风力机较常规风力机结构得到优化、风能利用效率显著提高、大幅度降低风电成本,并阐述了下一步需要解决的问题和研究方向。     

基于OPC技术的风电厂数据采集与监控系统方案

针对当前风电厂中风机控制系统及电力监控系统多系统并存的情况,以过程控制对象链接与嵌入（OPC）技术为基础,结合风电厂数据采集与监控（SCADA）系统的特点,介绍了基于OPC技术实现的风电厂中风机控制系统和电气控制系统的无缝连接,解决了风电厂多系统互联问题。同时,对风电厂SCADA系统采用OPC接入后引起的网络安全问题以及应采取的安全策略进行了探讨。最后,分析了相关监控方案在电力系统中应用的优势。     

大型集群风电有功智能控制系统监控软件设计

根据大型集群风电有功智能控制系统的总体结构和功能,提出了作为其重要组成部分的调度中心监控软件的整体设计思路.监控软件由数据库、数据采集与监控(SCADA)子系统和控制策略软件构成.数据库作为中间支撑层,支撑SCADA子系统和控制策略等应用软件的运行.描述了各个模块所应具备的功能.针对风电系统所设计的该监控软件具有多数据源处理、人机界面、统计分析等特色功能.     

数据采集与监视控制系统在1.25 MW风电场中的设计及应用

介绍了1.25MW风电场数据采集与监视控制系统的设计,实现了对风电场中每台风力发电机的数据采集和控制,具备风电机启停控制、运行状态显示、温度历史趋势显示和风玫瑰显示等功能。该系统还具有远程登录功能,可使用户远程浏览风场的信息和控制风电机的运行。实时数据采集和分部存储方式提高了数据采集的快速性和存储的可靠性,较好地满足了风电场的监控管理要求。     

电网调控分布式SCADA系统体系架构与关键技术

由于采用主备机方式同时处理所有实时数据,现有数据采集与监控(SCADA)系统在数据吞吐能力、实时性、可扩展性、可靠性等方面面临着严峻挑战。文中提出一种新型分布式SCADA系统,对其体系架构和相关关键技术,如分布式资源和任务管理、分布式实时数据管理、分布式数据处理等进行了讨论。该系统突破了现有SCADA数据处理方式的瓶颈,可有效提升SCADA系统的性能,适应未来电网调控业务的发展。     

智能安全稳控系统在风电集中接入电网中的应用

吉林省松原、白城地区（简称松白）电网大量风电集中接入,火电亦超常规发展,并且电磁环网问题突出,送出压力与日俱增,同塔并架的500 kV输电通道故障失去后存在严重的稳定问题。为此在该区域8个厂站配置了安全稳定控制装置,组成松白电网智能安全稳定控制系统。系统采取分区分层设计,自动获取电网信息和识别故障类型,根据预设策略采取快速切风电、再切火电的措施保证电网安全稳定运行。介绍了松白电网安全稳定控制系统的配置、设计、策略及仿真计算情况。结果表明,此系统可以保证电网严重故障后的安全稳定运行,提高松白电网的输送能力。     

基于MAS的多区域集控中心互备监控系统

在不增加额外硬件设备投资的前提下实现多区域集控中心监控系统的异地容灾备份,提高电网运行的安全可靠性,提出了基于多代理技术构建多区域集控中心互备监控系统的策略和系统建设的总体原则,分析了该策略的经济性和可行性。文中详细介绍了M A S的体系结构以及各A gen t的功能任务设计,并阐述了具体的实施方案及相关的关键技术,实现了区域电网调度监控系统的数据容灾、应用容灾和系统容灾,保证了电网调度操作的可靠性和连续性。     

基于功率曲线的风电机组数据清洗算法

针对风电机组性能分析过程繁琐低效、数据清洗不彻底以及传统方法难以有效识别复杂多变的异常发电状态的问题,提出一种用于风电机组功率曲线分析的数据清洗算法。通过分析风电机组数据采集与监控(SCADA)系统采集的风速功率数据,优化数据处理规则与数据分析过程,提出最优组内方差清洗算法,检测机组发电性能异常的状态,降低对检测工具和数据维度的硬性要求。实例分析表明该方法实用、高效,在不增加硬件设备投资的前提下,能准确清洗风电机组功率曲线数据并识别出机组异常运行状态,显著提高了风电机组性能分析的准确性。