[發(fā)明專利]一種風(fēng)電機(jī)群控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410378025.5
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104113088A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫勇;王曉峰;鄭太一;張志東;楊國新;錢華東;李振元;丁文泳
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)吉林省電力有限公司;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48
• 代理公司: 北京金闕華進(jìn)專利事務(wù)所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種風(fēng)電機(jī)群(由分散式風(fēng)機(jī)虛擬等效)控制系統(tǒng)的構(gòu)成及實現(xiàn)方案。

背景技術(shù)

分散式接入風(fēng)電項目是指位于用電負(fù)荷中心附近，不以大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送電力為目的，所產(chǎn)生的電力就近接入電網(wǎng)，并在當(dāng)?shù)叵{的風(fēng)電項目。

這些分散式的風(fēng)機(jī)沒有統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)，多處于自由發(fā)電的運行狀態(tài)。一般一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)會安裝3～5臺，直接接入當(dāng)?shù)氐逆?zhèn)郊變電所。隨著分散式的風(fēng)機(jī)數(shù)目越來越大，形成規(guī)模后，將增大電網(wǎng)運行管理的壓力，對這些分散式的風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控是必須要解決的問題。

分散式的風(fēng)機(jī)在物理上十分分散，架設(shè)專用的通信網(wǎng)絡(luò)耗資龐大，而采用遠(yuǎn)距離的無線通信技術(shù)是一個較好的選擇。GPRS通信方式技術(shù)成熟、應(yīng)用范圍廣，整個產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備齊全。其實時在線、按流量收費和高速傳輸?shù)奶攸c尤其適合本項目的應(yīng)用。GPRS通信的典型傳輸速率為10～40kBits/s，每個風(fēng)機(jī)要交互的信息在100bytes以內(nèi)，那么在1分鐘內(nèi)，通過GPRS可以完成對幾百臺風(fēng)機(jī)的信息交互。但GPRS通信屬于公網(wǎng)通信，將其接入電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)必須要符合電力系統(tǒng)的安全防護(hù)準(zhǔn)則。

分散式風(fēng)機(jī)絕大部分時間處于自由發(fā)電狀態(tài)。當(dāng)整個電網(wǎng)的調(diào)峰壓力無法緩解時，電力調(diào)度中心也必須對分散式風(fēng)機(jī)進(jìn)行限功率控制。電力調(diào)度中心希望能夠?qū)⒎稚⑹斤L(fēng)機(jī)等值為虛擬風(fēng)電機(jī)群，下發(fā)一個總的有功功率指令，由風(fēng)電機(jī)群控制系統(tǒng)在分散式風(fēng)機(jī)間進(jìn)行功率分配，達(dá)到功率控制目的。

綜上所述，采用安全的網(wǎng)絡(luò)通信方式將分散式風(fēng)機(jī)接入納入到電力調(diào)度中心進(jìn)行監(jiān)視和控制是電力系統(tǒng)調(diào)度部門迫切期望解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決前面所述的問題，本發(fā)明公開了一種風(fēng)電機(jī)群控制系統(tǒng)的構(gòu)成和實現(xiàn)方案。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。

一種風(fēng)電機(jī)群控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由M臺風(fēng)機(jī)控制終端和1臺協(xié)調(diào)控制器組成，其中，1<M<500；其特征在于：

所述協(xié)調(diào)控制器放置于區(qū)域變電站電子設(shè)備間，風(fēng)機(jī)控制終端放置于風(fēng)機(jī)機(jī)艙；

所述風(fēng)機(jī)控制終端向下通過RS485串口與風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，向上通過GPRS通信與協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；

風(fēng)機(jī)控制終端將風(fēng)機(jī)的實時運行數(shù)據(jù)傳送給協(xié)調(diào)控制器，并將協(xié)調(diào)控制器下發(fā)的啟停指令轉(zhuǎn)發(fā)給風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)；

所述協(xié)調(diào)控制器向下通過GPRS通信的方式獲取分散式風(fēng)機(jī)的實時運行信息，向上通過RS485串口與遠(yuǎn)動管理機(jī)進(jìn)行通信，從而將多個分散式風(fēng)機(jī)虛擬為一個風(fēng)電機(jī)群，并將實時運行信息上送給電力調(diào)度中心，同時接收電力調(diào)度中心對于虛擬風(fēng)電機(jī)群的總有功功率指令，然后按照有功功率既定控制策略在所屬分散式風(fēng)機(jī)內(nèi)進(jìn)行分配，并將指令傳送給風(fēng)機(jī)控制終端。

本發(fā)明還進(jìn)一步優(yōu)選包括以下技術(shù)方案：

所述協(xié)調(diào)控制器和風(fēng)機(jī)控制終端均為嵌入式控制器，應(yīng)用程序為一次性編譯生成，不允許動態(tài)加載；協(xié)調(diào)控制器和風(fēng)機(jī)控制終端實現(xiàn)了不同通信介質(zhì)(RS485串口和GPRS)的轉(zhuǎn)換，兩種通信方式基于實時庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；協(xié)調(diào)控制器和風(fēng)機(jī)控制終端內(nèi)置符合IDEA標(biāo)準(zhǔn)的對稱加密算法，通信交互的數(shù)據(jù)以密文的方式傳送，保證安全通信。對于解密后的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用層級的范圍校核后再入實時庫。

所述協(xié)調(diào)控制器通過訂閱的方法設(shè)置各個風(fēng)機(jī)控制終端的數(shù)據(jù)上送周期，實際運行時，協(xié)調(diào)控制器不再進(jìn)行數(shù)據(jù)召喚，而由風(fēng)機(jī)控制終端根據(jù)訂閱周期定時主動上送風(fēng)機(jī)的實時運行信息；在訂閱機(jī)制的基礎(chǔ)上，風(fēng)機(jī)控制終端再增加變化主動上送機(jī)制，風(fēng)機(jī)控制終端可設(shè)置數(shù)據(jù)變化上送的閥值，當(dāng)數(shù)據(jù)變化超過閥值即上送，以彌補(bǔ)定時上送的不足。

所述協(xié)調(diào)控制器通過對分散式風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停來實現(xiàn)功率控制，采用N+1策略選取相應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行啟停操作，具體如下：

協(xié)調(diào)控制器通過對分散式風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停來實現(xiàn)功率控制，首先將所控制的分散式風(fēng)機(jī)進(jìn)行排序，其中處于運行狀態(tài)的風(fēng)機(jī)按照運行時間進(jìn)行降序排列，稱之為運行隊列；其中處于待機(jī)狀態(tài)的風(fēng)機(jī)按照停止時間進(jìn)行降序排列，稱之為待機(jī)隊列；處于停機(jī)和故障狀態(tài)的風(fēng)機(jī)不參與排序；