風力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集及傳輸研究

1、風力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集及傳輸研究    摘要：風力發(fā)電廠主要是利用風來產(chǎn)生電力的發(fā)電廠，屬于再生能源發(fā)電廠的一種。隨著全球能源緊缺以及我國對節(jié)約資源的高度重視，風力發(fā)電廠在近幾年的時間里得到了飛速的發(fā)展。另外，隨著計算機先進技術(shù)的不斷引入，使得風力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集及傳輸也得到了不斷優(yōu)化與完善。本文通過對風力發(fā)電的特點進行分析，并在此基礎(chǔ)上介紹風力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的組成以及信息的采集和傳輸技術(shù)，以此來為今后風力發(fā)電廠的建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。 關(guān)鍵詞：風力發(fā)電廠；監(jiān)控系統(tǒng)；信息采集與傳輸 Abstract: wind power plant i

2、s the main power plant to generate electricity using wind, a belongs to the renewable energy power plant. In addition, with the advanced computer technology is introduced, the collection and transmission of information monitoring system of wind power plant has been continuously optimize and perfect.

3、 In this paper, by analyzing the characteristics of wind power, and based on this technology, monitoring system of wind power plant as well as the information collection and transmission, in order to build wind farms in the future to provide certain reference. Keywords: wind power plant; monitoring

4、system; information collection and transmission 中圖分類號 TU74 文獻標識碼A文章編號 近幾年來，電力資源短缺問題已經(jīng)得到了國家相關(guān)部門的高度重視，為了能夠確保對有限資源的合理利用，對于風力發(fā)電廠的建設(shè)已經(jīng)成為了相關(guān)部門所面臨的一項主要工作。由于風力發(fā)電廠與常規(guī)的火電、水電的生產(chǎn)過程不同，其本身所具被的控制特殊性和監(jiān)視特殊性決定了其監(jiān)控信號、系統(tǒng)組成以及信息傳遞方式與常規(guī)的電廠運動系統(tǒng)有些不同。因此，相關(guān)工作人員一定要對風力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集和傳輸工作進行充分了解，確保其作用能夠充分發(fā)揮出來。 一、風力發(fā)電的特點 雖然風力發(fā)電在運行的過

5、程中具有不同于火電和水電的環(huán)節(jié)，但是作為參加并網(wǎng)運行的發(fā)電單元，風力發(fā)電本身也存在一些特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1.1輸出功率控制 在風力發(fā)電廠運行系統(tǒng)中，通常都會根據(jù)運行的實際情況設(shè)置額定風速。當風速超過所設(shè)定額定風速5%的時候，就需要對發(fā)電機進行必要的輸出功率控制，以此來減少功率的輸出，確保系統(tǒng)在60秒之內(nèi)輸出的功率能夠在設(shè)定的輸出功率范圍內(nèi)。 1.2二次調(diào)頻控制 所謂二次調(diào)頻控制，主要就是在系統(tǒng)進行一次調(diào)頻之后，用來恢復(fù)電網(wǎng)頻率的一項工作。一般來說，一次調(diào)頻是有差調(diào)節(jié)，不能維持電網(wǎng)頻率不變，只能緩和電網(wǎng)頻率的改變程度，所以還需要進行二次調(diào)頻。只有經(jīng)過二次調(diào)頻后，電網(wǎng)頻率才能精確地保

6、持恒定值。 二次調(diào)頻控制即在當風速恒定的條件下，工作人員便可以參加全網(wǎng)的調(diào)頻控制，接收調(diào)度端下達的設(shè)點命令，并對每臺發(fā)電機進行輸出功率的調(diào)整。 1.3頻率控制 頻率控制也是風力發(fā)電的一個主要特點，但是這種特點僅限于大型風力發(fā)電機才會具備。在系統(tǒng)運行過程中，對相關(guān)的頻率控制的要求也較高，通常要求在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后2秒鐘內(nèi)，將額定功率從100%調(diào)整到20%。 二、監(jiān)控系統(tǒng)的信息組成 風力發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分主要包括向控制中心傳輸?shù)男畔?、來自控制中心的控制信息等幾個部分，其監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)發(fā)電廠的有一定的區(qū)別，最明顯的就是其能夠向用戶提供相關(guān)的氣象信息。 2.1向控制中心傳輸?shù)男畔?向控制中心傳輸

7、的信息主要包括常規(guī)的檢測信息和特定的信息兩種。對于前者的采集，主要包括系統(tǒng)運行過程中各個開關(guān)的狀態(tài)、相關(guān)變壓器低壓側(cè)的電壓、故障指示以及發(fā)電機的有功功率和無功功率等信息；對于后者的采集，主要包括傳輸至控制中心的風力發(fā)電有關(guān)的發(fā)電可用率和風力發(fā)電廠所在地有關(guān)的實時氣象數(shù)據(jù)等信息。 2.2來自控制中心的控制信息 在風力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)運行的過程中，由于系統(tǒng)需要對各個設(shè)備的運行情況進行實時監(jiān)控，通過接收信息的方式來對系統(tǒng)運行情況進行分析，從而針對實際情況發(fā)出相關(guān)的指令，確保系統(tǒng)的正常運行。通常來說，風力發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)需要有能力來接收一下命令，并且對其執(zhí)行相關(guān)的操作：1、按調(diào)度下達的設(shè)定值減少出力；2

8、、頻率控制曲線模式切換信號；3、電壓控制設(shè)定值信號；4、黑啟動解列。 三、實現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議 在風力發(fā)電廠以往的監(jiān)控系統(tǒng)中，對于監(jiān)控任務(wù)的實現(xiàn)主要采用RTU來完成，然而隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及風力發(fā)電廠對監(jiān)控系統(tǒng)要求的不斷提高，傳統(tǒng)的RTU也得到了不斷的優(yōu)化與完善，逐漸向網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化發(fā)展。 3.1IEC 870-5-101/104 IEC 870-5-101是由IEC推出的基于串口通信的遠動系統(tǒng)通信協(xié)議，提供了豐富的ASDU供用戶選擇?？刂浦行呐c被控站在采用該協(xié)議前需要確定所采集的信號及其各自對應(yīng)的對象地址。IEC 870-5-104則是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用層協(xié)議，并采用

9、了平衡式對等傳輸方式，這使得它比IEC 870-5-101具有更高的通信效率。 3.2IEC 61850 IEC 61850協(xié)議是為變電站的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，模型是由邏輯節(jié)點表達的，每個邏輯節(jié)點包括數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)屬性。在IEC 61850中定義的100多個邏輯節(jié)點基本上覆蓋了變電站的公共應(yīng)用需要。IEC 61850正成為我國電力系統(tǒng)遠動專業(yè)今后的網(wǎng)絡(luò)通信行業(yè)標準，以期能同一變電站和發(fā)電廠的通信協(xié)議。 四、結(jié)語 綜上所述，隨著國家對再生資源發(fā)電廠重視程度的不斷提高，風力發(fā)電廠的建設(shè)也必然會越來越廣泛，其要求也會越來越高。為了能夠?qū)⑵渥饔迷谏鐣?jīng)濟發(fā)展中最大限度的發(fā)揮出來，相關(guān)工作人員就必須對其發(fā)電監(jiān)控信號、系統(tǒng)組成以及信息傳遞方式進行全面的了解和掌握，從而充分實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集及傳輸，以此來實現(xiàn)對資源的有效利用。 參考文獻： 1邵志偉.風力