关 闭

新闻中心

EEPW首页 > 工控自动化 > 设计应用 > 赣西多山地区分布式风力发电机群远程监控系统方案

赣西多山地区分布式风力发电机群远程监控系统方案

作者:刘亚楠 范义 邓淼时间:2017-07-27来源:电子产品世界
编者按:江西风电场常建立在海拔高、环境恶劣的山上,且风电场内风机分布面积广,数量多。在山上设置无人值守站,山下设置控制中心,不仅可以降低集电线路造价,还方便后期的运营维护。本文以江西新干七琴城上风电场为例,对风电场远程监控系统、系统远动及通信方式进行了简要的分析及叙述。

作者 刘亚楠 范义 邓淼 江西省电力设计院(江西 南昌 330096)

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201707/362279.htm

刘亚楠(1989-),女,硕士,中级工程师,研究方向:风电场电气。

摘要:江西风电场常建立在海拔高、环境恶劣的山上,且风电场内风机分布面积广,数量多。在山上设置无人值守站,山下设置,不仅可以降低集电线路造价,还方便后期的运营维护。本文以江西新干七琴城上风电场为例,对风电场系统、方式进行了简要的分析及叙述。

引言

  江西新干七琴城上风电场共装设72台单机容量为2MW的风力发电机组,其中七琴区域33台,城上区域39台。七琴及城上区域分别在山上建设一座无人值守升压站。在七琴及城上山下中间区域新建一座内设集中控制室、380V配电间、直流及UPS配电间及柴油机房。

  七琴220kV及城上110kV升压站采用一套综合自动化系统,无人值班的运行方式。七琴和城上风电场分别在各自的升压站内设置继电器室,在山下集中控制室内对七琴和城上风电场升压站、风力发电机组及集电线路设备进行遥测、遥控、遥信,也可就地对单台风力发电机组和箱变进行控制,信号由七琴升压站通过光缆传输至城上升压站,再通过光缆传输至山下控制中心。

1 监控系统

1.1 风电场监控系统

  风电机组的主要控制方式为集控室控制。集中控制室设风电场监控主机,监控主机通过光纤连接到就地控制系统,对风场内各风力发电机进行集中监控和管理,也可通过网络将风电场风电机组的遥测、遥信量上传到风电场的上级调度部门。

1.2 升压站监控系统

1.2.1 监控系统组成

  升压站采用综合自动化系统,采用分层分布式结构,设置全站控制级和就地控制级二层结构,二层之间通过网络互联。间隔层按照电气间隔单元划分,在站控层及网络失效的情况下,间隔层仍能独立完成间隔层的监测和断路器控制功能。计算机监控系统通过Moden与调度中心通讯。全站控制级设备主要由主机/操作员站、工程师站、远动主站、通讯网络GPS时钟等组成,就地控制级设备主要由测控设备和保护设备组成。微机防误闭锁装置可独立设置,也可作为站控层的一个设备。

1.2.2 监控系统网络结构

  站控层网络为双网,网络传输速率为10/100Mb/s,通讯介质为五类双绞线。站控层为全所设备监视、测量、控制、管理的中心,物理连接通过双绞线或光纤与间隔层相连。它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。其网络协议符合国际标准化组织OSI模型。具有良好的开放性。站控层网络按双网配置,网络配置规模满足工程要求。间隔层至站控层网络通讯介质采用五类双绞线连接。站控层、间隔层网络必须安全可靠,具有足够的抗电磁干扰能力。且具有基本的管理能力,对网络的工作状态能自动选择、协调以及监测。

2

2.1 调度关系

  本风场由省中调直接调度管辖,同时本风电场对赣西地区电网影响较大,赣西地调需要对新能源电站进行监控,本期远动信息需同向江西省中调和赣西地调发送。

2.2 电能计量系统

  七琴城上风电场按照1个风电场进行调度管辖,在七琴及城上升压站内各配置1面电能计量屏(含电能量采集器及电能表),城上升压站内的电能计量屏将采集到电能量数据通过已有的光传输装置送往七琴升压站的电能计量屏内的电能量采集器,再通过电力调度数据网送往江西省调及赣西地调电能量主站系统。

2.3 电能质量监测分析系统

  将七琴220kV升压站主变高压侧、城上110kV升压站主变高压侧设置为电能质量监测分析点,全站共配置1套电能质量监测系统。在七琴及城上升压站内各配置1面电能质量监测主屏。主屏利用站内2M独立通道将七琴、城上升压站内的电能质量监测数据送往江西省电力科学研究院电能质量监测主站系统。

  在七琴220kV升压站内配置两套调度数据网接入设备,江西省调一套,赣西地区调一套。

2.4 同步相量测量单元(PMU)

  在七琴升压站内配置1面PMU主屏,在城上升压站内配置1面PMU采集分屏,城上升压站内的PMU采集屏将采集到PMU数据通过已有的光传输装置送往七琴升压站的PMU主屏,PMU主屏接入七琴升压站内的江西省调数据网接入设备,然后送往江西省调WAMS主站系统。

2.5 AGC/AVC控制系统

  七琴城上风电场仅配置1套升压站计算机监控系统,在七琴升压站内配置2台计算机监控系统站控层主交换机,在城上升压站内配置2台计算机监控系统站控层主交换机,城上升压站及七琴升压站之间的站控层主交换机通过光纤直连,组成1个站控层网络。

2.6 风功率预测系统

  风电场内配置1套风功率预测系统,考虑在七琴区域配置1台气象数据采集塔,在城上区域配置1台气象数据采集塔。主要采集和预测风电场七琴片区的风功率。风电场城上片区仅配置1套测风塔及相应采集设备,将采集到的环境数据通过已有的光传输设备送至七琴升压站的风功率预测系统中,然后统一将两个片区的风功率预测数据送往江西中调风功率预测主站。

3 系统

3.1 七琴及城上升压站

3.1.1 系统通信

  本工程随七琴升压站~五老峰升压站1回220kV线路架设2根24芯OPGW光缆,随城上升压站~七琴升压站1回110kV线路架设2根24芯OPGW光缆。

  省网及地区网:在七琴升压站配置省网及地网SDH 622M光传输设备各一套,在对侧变电站省网及地网设备分别新增2块SDH 622M光板,经本工程新建OPGW光缆建设七琴升压站~五老峰风电场跳纤~溧江变的SDH 622M光纤通信电路(利用2根光缆,分别开通1个1+0电路),将七琴城上风电场接入省网光纤网络及赣西地区光纤网络。

  在城上升压站配置1套SDH 155M光传输设备和1套SDH 622M光传输设备,将城上升压站的电能计量、视频监控等信息传送至七琴升压站和山下集中控制中心。

  配置七琴升压站与江西省调,七琴升压站与赣西地调各一对PCM,开通七琴升压站——江西省调,七琴升压站——赣西地调的PCM话路。

  在七琴、城上升压站各配置1套PDH 155M设备,将山上七琴、城上升压站的场内信息送至山下的集控室。

  七琴城上风电场升压站安装1路公网电话,用于至省调的备用调度电话通信。

3.1.2 场内通信

  场内不设置程控交换机系统,生产办公楼内的行政通信电话由公网运营商提供(配置10门左右)。至调度端的调度电话通过PCM放置小号实现,调度电话带录音功能。

  七琴、城上升压站各配置4对多频点的无线寻呼电话,方便风场内运行与维修。考虑七琴、城上升压站建筑综合布线各1项。

  随场内至风电机组的每条35kV集电线路各敷设1根ADSS光缆。

3.2 山下集控室

  从山下集控室到七琴供电所自建直径150mm,高10m的电线杆架设48芯ADSS光缆1根。由于山下集控室出站只有至七琴供电所方向1个光缆路由,为满足通信通道双路由的要求,集控室需租用运营商纤芯作为第二路由(集控室—租用纤芯至城上山上升压站)。

  省网:在山下集控室配置省网SDH 622M光传输设备一套,在溧江省网设备、城上升压站省网设备各新增1块SDH 622M光板,经本工程新建光缆建设山下集控室~七琴供电所~路口变(跳纤)~新干变(跳纤)~~溧江变,山下集控室~城上升压站各1个SDH 622M(1+0)光纤通信电路,将山下集控室通过城上升压站、溧江变接入江西省网光纤传输网络。

  地区网:在山下集控室配置地区网SDH 622M光传输设备一套,在路口变地区网设备、城上升压站地网设备各新增1块SDH 622M光板,经本工程新建光缆建设山下集控室~七琴供电所~路口变,山下集控室~城上升压站各1个SDH 622M(1+0)光纤通信电路,将山下集控室通过城上升压站、路口变接入赣州地区光纤传输网络。

  集控室利用综合业务数据设备PDH从山上升压站PCM引下10路话路至山下集控室。由于集控中心到溧江变光缆线路超过90km,信号衰减较大,需要在集控中心和溧江变配置光放大器一对。

4 结论

  江西属于山区,大部分风电场风机布置在海拔较高的山上,江西新干七琴城上风电场是江西省第一座山上设无人值守站,山下设控制中心的风电场。山下设控制中心可解决运行人员上班远,生活不方便等问题,同时能实现风电场的运行监视、分析、调整与控制,保证风电场的可靠运行。

  参考文献:

  [1]杨文华.风电场监控系统现状和发展趋势综述[J].宁夏电力,2011(4):51-56.

  [2]李光明,纪一鸣.风电场综合监控系统实施与研究[J].吉林电力,2012, 40 (5):12-14.

  [3]吴光雄.风电场监控系统的优化探讨[J].风能,2015(2):68-71.

  [4]张彩强,朱涛,顾雪平.风电场信息的采集与监控[J].云南电力技术,2016(8).

  [5]刘刚,金岩磊.风电场中心关键技术探讨[J].电气技术,2016(3).

  本文来源于《电子产品世界》2017年第8期第65页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。



评论

技术专区

关闭