[實用新型]基于風電場SCADA系統的無功功率自動調節系統

有效

• 申請號: 201220305104.X
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN202651804U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 趙廣宇;黃濤;李寶金
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 馬麗蓮

技術領域

本實用新型涉及無功功率自動調節系統，具體地，涉及基于風電場SCADA系統的無功功率自動調節系統。

背景技術

中國風能資源豐富，開發潛力巨大，必將成為未來能源結構中一個重要的組成部分。中國已經成為全球發展速度最快的風力發電市場，過去7年年平均增長速度達到56%。截止2008年底，全國風電裝機已超過1000萬千瓦。隨著風電在電網容量中的比例的不斷增加，這不僅在客觀上要求風力發電機組在電網出現故障時能提供無功支持，還出現了電能質量、電壓問題，以及大規模的風電電源引起電網不穩定性等問題。而我國風資源分布的不均衡性，使我國必將對風機的電能質量和對電網的無功支撐提出更高的要求。我國2012年初國家電網頒布正式的?《風電場接入電力系統技術規范》中有關風電場無功補償規定中提到：“風電場要充分利用風電機組的無功容量及其調節能力；當風電機組的無功容量不能滿足系統電壓調節需要時，應在風電場集中加裝適當容量的無功補償裝置，必要時加裝動態無功補償裝置。”且無功容量也做了規定。?

現為提高并網能力，電網要求風電場配置無功補償裝置，目前最為有效的無功補償裝置是SVG。以裝機49.5MW（約合33臺1.5MW）的風電場需要補償20%無功計算，整個風場需要投入200萬元左右的SVG設備。而隨著風場容量的增長，SVG設備投入費用也在成比例增加。我國每年預計裝機12000MW，同樣按補償20%無功計算，SVG設備投入費用為4.8億元。SVG投資大，利用風電機組本身的無功輸出能力可以降低風電場運行成本！?

目前，風電場無功功率控制系統的改造面臨的問題是，購入完整一套無功調節系統費用較高，改造周期較長。原有SCADA系統結構也面臨著改造的問題，SCADA系統的改造有可能會影響風場生產發電，本實用新型正式有針對性做出了設計。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種基于風電場SCADA系統的無功功率自動調節系統，以節約改造成本。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

基于風電場SCADA系統的無功功率自動調節系統，包括SCADA系統結構，還包括：與SCADA系統結構中的監控系統通訊連接，用于風電場無功功率調節分配的風電場無功控制器；與風電場無功控制器通訊連接，用于將獲取的風場并網點無功功率和相線電壓波動和需求作為無功功率調節目標反饋給風電場無功控制器的風電場無功功率需求讀取模塊。

進一步地，所述風電場無功功率需求讀取模塊為高精度的電能質量模塊。

進一步地，所述監控系統與風電場無功控制器之間采用RJ45網線通訊連接。

進一步地，所述風電場無功控制器與風電場無功功率需求讀取模塊之間通過RS232串口線通訊連接。

進一步地，所述風電場SCADA系統，其監控的風機為雙饋風力發電機。

進一步地，所述風電場SCADA系統結構還包括與監控系統通過以太網通訊連接的監控系統后臺服務器、數據存儲服務器、網絡通訊用交換機，所述網絡通訊用交換機之間通過光纖通訊環路連接。

進一步地，所述風電場SCADA系統結構還包括與監控系統通過以太網通訊連接的CISCO2960?24口交換機、與CISCO2960?24口交換機連接的CISCO1841路由器；且所述網絡通訊用交換機為單模光電交換機。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：

1、由于本實用新型在原有的風電場SCADA系統的基礎上，將風電場無功功率調節控制系統做了集成和融合，避免了原有SCADA系統與無功功率調節控制系統之間系統兼容和冗余設計；無功功率調節控制系統與風場SCADA監控數據共享，共享風場內各風機運行數據；通過上述改造，不僅能最大的節約改造成本，還能與原有監控系統做到100%融合。

2、由于本實用新型中優先使用雙饋風力發電機的無功調節能力，符合國家電網頒布的風電機組并網技術規范的相關要求，因此雙饋風力發電機組采用分布無功就地補償，調節風電場整場無功配置，對本地風場發電運行和電網電力傳輸的起到了不可或缺的作用。

3、在風電機組能滿足風場無功調配需求的前提下，能為風電場業主節約對無功集成補償設備的采購投入成本。基于原有SCADA系統，能節約風電場設計開發風機無功功率調節系統費用。

4、該系統能降低風電場集中式無功補償設備的容量或者在一定條件下完全替代無功補償裝置。

5、能實現風電場內部無功調配以及給予電網無功支撐能力。