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。     

集成服务环境下风电并网的无功调节（一）无功调节

依据风电功率预测和地区系统无功优化运行方案，计算风电机组电气控制参考值，通过每台风电机控制器和变频器调节风电场注入系统的无功功率。提出了集成服务环境下风电场的无功调节策略，介绍了风电数据采集与监控（SCADA）系统的功率预测过程和参数整定过程。以基于双馈异步发电机的变速恒频风电机组为例，介绍了风电机组无功调节的实现方案。     

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。     

电网计算数据库与SCADA数据交换的实现

通过一个工程实例，实现了SCADA与电网计算数据库的数据交换。按软件工程的要求，完成了系统的需求分析、总体设计以及软件编程。目前该系统已在河南省电力调度通信中心试运行。     

基于WAMS/SCADA混合量测的电网参数辨识与估计

针对目前电网参数辨识与估计方法存在的数值稳定性变差、易发散及易受残差污染干扰等问题，提出了一种基于混合量测的电网参数辨识与估计方法。该方法首先利用广域测量系统（WAMS）的测量数据计算相对残差，初步判断是否存在参数错误，然后利用相量测量单元（PMU）能够测量电压和电流相量的特性，建立支路两端变量之间的直接联系，对存在参数错误的支路进行辨识，并在此基础上使用智能优化算法估计支路参数。在IEEE 39测试系统上的仿真实验表明，该方法只需安装约1/2总母线数的PMU即可对全网传输线路和变压器进行参数辨识与估计。     

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MMS的风电设备信息模型获取方法

风电机组与数据采集与监控（SCADA）系统之间数据不兼容将影响风电场的扩容和技术升级,需构建统一的数据模型。以一种基于IEC 61400-25协议和制造报文规范（MMS）通信协议的风电场通信软件开发为背景,介绍了风电场SCADA系统中对风电设备信息模型的获取方法。设计了风电场通信软件的体系结构和交互流程,构建了IEC 61400-25协议的风电机组信息模型,从业务逻辑控制模式、抽象通信服务接口（ACSI）服务到MMS服务的映射以及MMS报文生成等3个方面,阐述了风电设备信息模型在SCADA系统中重构的实现方法。     

非并网风力发电系统的电压协调控制

在非并网风力发电系统中，当风能突然增加或负载突然减少时，系统的功率平衡将被打破，从而造成直流电网中出现电压尖峰和电压升高，可能造成系统中功率器件的损坏。文中通过改变负载电流、输电线电压或注入电网电流等参考值，从而改变从直流电网吸收或向直流电网注入的电流值，抑制了电压尖峰和电压升高。仿真分析结果表明该控制方法能够起到很好的抑制作用。     

风力发电场SCADA系统的设计

已成功用于风力发电场的SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统,可对现场运行设备进行监视和控制。SCADA系统作为自动化控制的核心具有信息完整的优点,能提高效率,正确掌握系统运行状态,对提高风电场运行的可靠性、安全性与经济性具有不可替代的作用;介绍了一种风力发电场SCADA系统的设计方案,详细阐述了其硬件拓扑结构、软件框架、以及可实现的功能。它可实现不低于300台机组的监控,且适用于不同机组混装、不同组件混装的情况;在满足电力系统稳定等安全约束条件下,实现了风电场及升压站“无人值班、少人值守”、远程集中监视控制、科学调度和管理、远程维护、全网络化信息交换。     

在SCADA系统中实现统计功能

介绍了在不影响现有系统正常运行的前提下，使SCADA监控系统具备统计功能的方案，给出了功能要求、系统配置及结构、数据流程。该方案已在北京供电公司东单集控站实施，并取得了较好的成效。     

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。     

大型水轮发电机蒸发冷却系统SCADA设计

为了使蒸发冷却水轮发电机更好地应用于工程,在深入研究蒸发冷却系统运行特点的基础上,首次应用工业组态软件Wincc开发了蒸发冷却水轮发电机监控保护装置.文中阐述了蒸发冷却系统的原理及蒸发冷却水轮发电机监控与数据采集(SCADA)系统设计的必要性,介绍了发电机各种参量的实时数据采集、计算、报告、归档、打印等功能的实现方法,重点介绍了过程变量在WinCC、可编程逻辑控制器(PLC)、fluke数据采集器之间的数据传输,以及人机界面的组态.     

无差拍控制提高变速异步风力发电系统的故障承受能力

变速风力发电机对于电网扰动、故障以及电网电压跌落非常敏感，当上述情况发生时风力发电机将从电网切除，直到电网恢复正常才能重新投入运行。如何在电网发生扰动时保持风力发电机的正常运行是一个有挑战性的课题。未来的电网规范甚至要求在电网发生故障时风力机组仍能保持运行，这就要求必须安装保证风电机组低电压运行的控制装置。文中针对采用全载换流器与电网进行连接的异步风力发电机组提出了相应的风电机组低电压控制器及控制策略，无须进行硬件改造即可实现电网故障情况下风电机组不退出运行。其中，风电机组电气子系统控制器基于无差拍控制策略进行设计。算例给出了300 kW的风电机组在30%电压跌落情况下的暂态过程，没有加入控制器之前风电机组将停机，加入之后则可以保持运行，验证了所提方法的正确性。     

用户可编程计算工具在计算机监控系统中的应用

计算机监控技术在我国大、中、小型水电厂得到越来越多的应用，对减轻运行人员的劳动强度、提高自动化与安全运行水平起到重要作用．根据水电系统监测与控制的具体特点和实际应用，开发一种能完成监控系统各类计算的用户可编程计算工具，水电厂的运行维护人员可以通过编制计算数据文件，完成各种电量、非电量及其它统计计算.计算工具采用模块化结构，易于用户配置和移置．     

测风塔在风能资源开发利用中的应用研究

从风电场开发、建设、运营、管理的全周期角度,全面描述了测风塔技术的应用现状及作用,系统地阐述了测风塔在风能资源开发利用过程中的应用成果.首先在风电场前期开发过程中,对利用测风塔进行的风资源评估、风机微观选址、风电场边界层气象特性分析等方面进行了阐述;其次在风电场业务运营期间,对气象信息实时监测以及气象信息在业务中的运用进行了分析;最后对运营管理过程中的各种应用进行了总结.     

H9000监控系统中电容式电压互感器电压监视功能的设计与实现

随着电容式电压互感器(CVT)在电力系统中的大量应用,因介质被击穿而影响测量准确度的情况时有发生,更严重的有可能造成爆炸、起火等恶性事故.文中介绍了在H9000计算机监控系统中实现CVT电压监视功能及其应用情况.该功能软件能在运行中及时发现CVT异常,对保障设备及电网的安全运行十分有益.     

Motif环境下的交互式监控图形生成技术

本文探讨了Motif环境下，监控图形交互生成与批量化生产的问题，阐述了开放环境下监控图形生成工具开发的必要性，分析了生成工具与实时系统的关系，从监视、控制两方面论述了生成工具的设计思想，并简要介绍了图形生成工具IPM的设计及功能。     

水电站实时监控专家系统

提出了一种水电站实时监控专家系统，可在水电站实现实时数据采集、一次图表显示、曲线图和棒图生成、中文报表生成、事故综合处理等功能，使电站达到无人监控少人值班的高自动化水平，提高了电站的自动化水平和运行的安全可靠性。使运行人员从传统的、烦琐的手工抄表工作中得到解脱，减轻了运行人员工作强度。