[發明專利]一種千萬千瓦級大型風電場實時監測系統及方法

有效

• 申請號: 201210014048.9
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102562451A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 汪寧渤;馬彥宏;張寶峰;馬明;朱均超;王定美;白文若;劉光途;路亮;趙龍;楊毅;李志偉
• 申請（專利權）人: 甘肅省電力公司風電技術中心
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 姜萬林

技術領域

本發明涉及風電場監測技術，具體地，涉及一種千萬千瓦級大型風電場實時監測系統。

背景技術

風電是一種新清潔能源，我國正在大力發展風電產業，以甘肅酒泉等地建設幾個千萬千瓦級的大型風電基地。目前大型風電基地中存在多個風電場信息相互獨立，缺乏統一有效的管理；同時風電在具有清潔、綠色等優點的同時，還具有穩定性差等的缺點。

2005年2月國家出臺《可再生能源法》，將風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源列為可再生能源優先發展。風能作為目前最成熟的可再生能源得到了迅速的發展，截至2010年年底，中國風電累計裝機4473萬千瓦，超越美國成為全球風電裝機第一大國，并網風電裝機容量達到2958萬千瓦，居世界第二位。2011年10月19日，《中國風電發展路線圖2050》正式發布。該路線圖設定的發展目標是：到2020、2030和2050年，中國風電裝機容量將分別達到2億、4億和10億kW，成為中國的主要電源之一，到2050年，風電將滿足國內17%的電力需求，未來40年累計投資12萬億元。

風電發展雖然迅速，但是也引出了一系列的問題，主要表現在以下兩個方面：

⑴風電接入難：

由于風本身具有隨機波動性和間歇性等特點，決定了風電具有波動性和間歇性的特點，風速、風向快速波動下的風電場輸出功率的大范圍快速波動會顯著改變網內潮流流向，影響地區間、區域間的聯絡線潮流，甚至會引起網內節點電壓波動，對電網的安全穩定運行帶來影響。

同時，風電場一般處于遠離負荷中心，隨著風電場裝機容量在整個系統中所占比例的增加，風電功率將對電網系統造成巨大的影響。對于風電的間歇性和波動性，電力系統采用實時平衡，風電的波動需要通過常規電源的調節和儲能系統來平衡，這是長期困擾風電并網的最大難題。

還有，此問題對甘肅酒泉風電基地影響更為嚴重，由于甘肅電網只能消納部分風電，其余風電需要接入其他電網消納，帶來了更多不穩定因素；

⑵風電管理難：

由于風電場建設是一項巨大的工程，一般風電場都需要多期建設，這導致了同一個風電場中的風機、監測系統等不統一，而不同廠家的設備具有不同的監測系統，給風電統一管理帶來了巨大的困難。風電場由于缺乏有效的信息管理系統，存在信息孤島、部分風電場數據不能實時上傳等問題，給風電場的管理帶來了困難。

針對上述情況，實時建立適合嘉酒地區的風電監測系統，對促進風電健康發展是非常必要的。根據風能對風電場風電功率做出超短期預報，電力調度部門根據風電功率的變化做出及時調整調度計劃，從而有效減輕風力發電給整個電網帶來的不利影響。整個監測系統包括對風力的實時監測，風機運行情況的實時監測，對電網電壓、頻率等參數等其他風電場參數的實時監測。研制建設風電場實時監測系統，既可使電網調度能有效調配水、火電備用發電容量，減少備用容量，又可以提高風電利用時數，減輕風電對電網的影響程度，提高“風電品質”和使用價值。

目前，對風電場實時監測研究最為成熟的系統，主要是德國太陽能技術研究（ISET）所開發的風電管理系統（WPMS）。丹麥可持續能源國家實驗室（Ris??），西班牙可再生能源中心（CENER）也在開在超短期功率預測的研究，并將應用于Prediktor與LocalPred-RegioPred風電實時監測系統中。

我國目前處于風電大規模開發的初期，風電對電力系統運行與調度的影響問題剛開始顯現，并且國內對風電功率預測的研究工作還比較少。雖然全球研究風電實時監測信息管理的公司、研究所中不乏成熟產品，但是，存在只針對某些特定類型數據接口進行數據接入、不能同時將風電場所有設備數據整合到統一平臺等問題，同時由于國外對此技術出口的限制等因素導致我國目前尚未有一套適合酒泉地區千萬千瓦及風電基地風電場實時監測的系統。

綜上所述，在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在統一管理難度大、風電穩定性差與風電接入難等缺陷。?

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種千萬千瓦級大型風電場實時監測系統，以實現方便管理、風電穩定性好、風電接入容易與擴展方便的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種千萬千瓦級大型風電場實時監測系統，包括中央遠程控制單元、電能質量監測單元、風電場升壓站綜自單元、測風數據庫服務器、第一防火墻、風電場實時監測單元、第二防火墻與人機交互設備，其中：