[發明專利]新能源發電機組并網運行實時監測系統及其故障控制方法

在審

• 申請號: 202110252792.1
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112910003A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李丹;孫志鵬;馬軍軍;董凌;王蔚青;金金;陳佳鑫;苗軻
• 申請（專利權）人: 青海綠能數據有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/00;H02J13/00
• 代理公司: 西寧工道知識產權代理事務所(普通合伙) 63102
• 代理人: 陳文福

1.一種新能源發電機組并網運行實時監測系統，其特征在于，包括第一層的監控主站、與監控主站通過區域電網主干線路連接的第二層區域電網、與區域電網通過電站主干線路連接的第三層電站、與電站通過機組主干線路連接的第四層機組和用于各層之間數據傳輸的聯絡線；所述機組為一組機組1以上的n組機組n構成，且與上一級電站并聯連接而組成的電站1；所述電站為一個電站1以上的n個電站n構成，且與上一級區域電網并聯連接而組成的區域電網1；所述區域電網為一個區域電網1以上的n個區域電網n構成，且與上一級監控主站所連接；并且所述監控主站通過聯絡線獲得下一層位置內的區域電網、電站和機組任意一層所在位置電氣的實時數據信息，所述區域電網通過聯絡線獲得下一層位置內的電站和機組任意一層所在位置電氣的實時數據信息，從而實現對整個新能源發電機組并網系統數據的統計分析目的，同時對于其中發生振源點的故障電氣發出干預控制指令，從而對其進行緊急停機，避免了對整個新能源發電機組并網系統而產生的沖擊和故障影響。

2.根據權利要求1所述的一種新能源發電機組并網運行實時監測系統，其特征在于，所述監控主站包括電網電氣監控信息模塊、電網電氣信息統計模塊、電網控制模塊和電網設置模塊；所述電網監控電氣信息模塊用于監控各區域電網的關鍵節點的電氣信息，所述電網統計電氣信息模塊用于統計各區域電網的所有級別的電氣信息，所述電網控制模塊用于向區域電網和/或電站發出干預控制指令，從而對故障機組進行緊急停機；所述電網設置模塊用于配置網絡參數和控制指令的編程。

3.根據權利要求1所述的一種新能源發電機組并網運行實時監測系統，其特征在于，所述區域電網包括電站電氣信息采集模塊、電站電氣信息統計模塊、電站控制模塊和電站設置模塊；所述電站電氣信息采集模塊用于監控共用一個聯絡線連接到區域電網主干線路所有電站關鍵節點的電氣信息，所述電站電氣信息統計模塊用于統計區域電網內所有電站的電氣信息，所述電站控制模塊用于向電站發出干預控制指令，從而對故障機組進行緊急停機；所述電站設置模塊用于配置網絡參數和控制指令的編程。

4.根據權利要求3所述的一種新能源發電機組并網運行實時監測系統，其特征在于，所述電站電氣信息采集模塊用于監控共用一個聯絡線連接到區域電網主干線路所有電站關鍵節點的電氣信息的技術方案，可以由電站電氣信息采集模塊用于監控共同經過一個升壓站連接到區域電網主干線路所有電站關鍵節點的電氣信息的技術方案替代。

5.根據權利要求1所述的一種新能源發電機組并網運行實時監測系統，其特征在于，所述電站包括機組電氣信息采集模塊、機組電氣信息統計模塊、機組控制模塊和機組設置模塊；所述機組電氣信息采集模塊用于監控各機組并網點及匯集線的關鍵節點的電氣信息，所述機組電氣信息統計模塊用于統計各機組的電氣信息，所述機組控制模塊用于向機組發出干預控制指令，從而對故障機組進行緊急停機；所述機組設置模塊用于配置網絡參數和控制指令的編程。

6.根據權利要求1所述的一種新能源發電機組并網運行實時監測系統，其特征在于，所述機組設置有采集其所在端所有電氣信息的傳感器端，包括電壓、電流波形及相角傳感器、諧波及間諧波傳感器、有功及無功傳感器和其他數據傳感器，從而采集電壓、電流波形、相角、諧波、間諧波、有功、無功及溫濕度等其他數據的電氣信息。

7.根據權利要求1至6所述的任一項一種新能源發電機組并網運行實時監測系統，其特征在于，所述聯絡線可以由網絡雙絞線、同軸線纜和無線載波等的任意一種方式替代，或者以任意組合的方式替代。

8.根據權利要求7所述的一種新能源發電機組并網運行實時監測系統，其特征在于該新能源發電機組并網運行實時監測系統的故障控制方法：

第一、在新能源發電機組并網運行實時監測系統在處于正常運行狀態時，

監控主站實時監控第二層區域電網主干線路以及通過聯絡線連接的第三層電站和第四層機組的電氣信息，同時統計所有區域電網、電站以及機組的信息，并且對下層系統的數據信息進行設置和干預控制；

第二、在新能源發電機組存在故障時，可以通過以下方式實現對電網的干預控制，

S1、對于監控主站采取的控制方法為：

監控主站判斷第二層區域電網所在電網系統的運行狀態是否存在故障，在發生振蕩故障時判斷出發生振源點的所在區域電網，對其發出緊急停機控制指令從而完成緊急停機；

或者，監控主站判斷第三層電站所在電網系統的運行狀態是否存在故障，在發生振蕩故障時判斷出發生振源點的所在電站，對其發出緊急停機控制指令從而完成緊急停機；

或者，監控主站判斷第四層機組所在電網系統的運行狀態是否存在故障，在發生振蕩故障時判斷出發生振源點的所在機組，對其發出緊急停機控制指令從而完成緊急停機；

S2、對于區域電網采取的控制方法為：

區域電網判斷第三層電站所在電網系統的運行狀態是否存在故障，在發生振蕩故障時判斷出發生振源點的所在電站，對其發出緊急停機控制指令從而完成緊急停機；同時，將故障數據向監控主站傳送；

或者，區域電網判斷第四層機組所在電網系統的運行狀態是否存在故障，在發生振蕩故障時判斷出發生振源點的所在機組，對其發出緊急停機控制指令從而完成緊急停機；同時，將故障數據向區域電網和監控主站傳送；

S3、對于電站采取的控制方法為：

電站判斷第四層機組所在電網系統的運行狀態是否存在故障，在發生振蕩故障時判斷出發生振源點的所在機組，對其發出緊急停機控制指令從而完成緊急停機；同時，將故障數據向區域電網和監控主站傳送；

第三、電網的進一步優化設置，

通過上述新能源發電機組并網運行實時監測系統的故障控制方法，可以根據實際需要而進行不同緊急停機控制指令的設置，即：

S1、在小的電網架構可以減少層級進行統計和監測，并通過直控的方式對振源點的機組進行緊急停機；

S2、在大的電網架構可以根據需要分級統計和監測，并可分配下發給振源點區域電網停機容量，由區域電網下達緊急停機命令；

S3、同樣的，也可以由電站下發緊急停機命令；

第四、電網的故障分析，

當對振源點故障的處理直至振蕩消失后，電網管理人員繼而由區域電網或者主站調取實時機組以及關鍵節點的實時錄波，進行機組模型的分析，發現問題后調整機組參數或者更改機組并網策略，達到減小下一次發生振蕩的概率。