[發(fā)明專利]一種基于工業(yè)PLC的風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110491280.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113193601B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬孟磊;王衍飛;隋振利;于海波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 道蒞智遠(yuǎn)科技（青島）有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/46
• 分類號(hào): H02J3/46
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37247
• 代理人: 趙梅

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于工業(yè)PLC的風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)及方法，所述能量管理系統(tǒng)包括PLC控制器、調(diào)度AGC/AVC系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、前置監(jiān)控裝置和風(fēng)電機(jī)組，所述PLC控制器內(nèi)部加載機(jī)組控制算法仿真模型，并且為調(diào)度AGC/AVC系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、前置監(jiān)控裝置和風(fēng)電機(jī)組提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行通訊；所述的機(jī)組控制算法仿真模型根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)仿真模擬計(jì)算后輸出結(jié)果，得到理論的轉(zhuǎn)矩指定值及有功功率出力；所述PLC控制器對(duì)接收的調(diào)度AGC/AVC系統(tǒng)的指令值進(jìn)行分配和下發(fā)，使得風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際出力與調(diào)度指令值的偏差在死區(qū)范圍內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于工業(yè)PLC的風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)大多是基于傳統(tǒng)服務(wù)器模式，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性較差，無(wú)法做到精準(zhǔn)控制程序的執(zhí)行周期。傳統(tǒng)服務(wù)器無(wú)法搭建或未搭建機(jī)組的控制邏輯算法模型，只能通過(guò)簡(jiǎn)單查表法或者其他算法來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)推算，導(dǎo)致推算結(jié)果不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致在功率控制不穩(wěn)定和波動(dòng)，從而導(dǎo)致減少發(fā)電量。

然而，國(guó)家電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率與無(wú)功功率出力的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性要求越來(lái)越高。鑒于工業(yè)PLC可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，本發(fā)明從工業(yè)PLC內(nèi)部集成風(fēng)電機(jī)組控制仿真模型算法的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于工業(yè)PLC的風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)及方法，通過(guò)PLC精準(zhǔn)控制功率分配與調(diào)節(jié)，保證風(fēng)電場(chǎng)可用功率與實(shí)際出力偏差在限定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)有功功率與無(wú)功功率的精準(zhǔn)控制，穩(wěn)定性好。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明首先提供一種基于工業(yè)PLC的風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)，包括PLC控制器、調(diào)度AGC/AVC系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、前置監(jiān)控裝置和風(fēng)電機(jī)組，所述PLC控制器內(nèi)部加載機(jī)組控制算法仿真模型，并且為調(diào)度AGC/AVC系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、前置監(jiān)控裝置和風(fēng)電機(jī)組提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行通訊；所述的機(jī)組控制算法仿真模型根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)仿真模擬計(jì)算后輸出結(jié)果，得到機(jī)組理論的轉(zhuǎn)矩指定值及有功功率出力，從而計(jì)算出全場(chǎng)的理論出力與實(shí)際有功功率出力，并與接收的調(diào)度AGC/AVC系統(tǒng)的指令值進(jìn)行對(duì)比，對(duì)調(diào)度AGC/AVC系統(tǒng)的指令值進(jìn)行分配和下發(fā)。

進(jìn)一步的，所述的機(jī)組控制算法仿真模型仿真模擬計(jì)算時(shí)，包括五個(gè)方面的仿真計(jì)算控制：

仿真流程一：

仿真流程一是根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和控制參數(shù)PID來(lái)推算模型環(huán)境中的理論出力，該狀態(tài)是不考慮環(huán)境對(duì)機(jī)組的理論出力的影響；

仿真流程二：

仿真流程二是模擬低風(fēng)速狀況下的轉(zhuǎn)矩控制值，根據(jù)傳入的風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速值得到理論轉(zhuǎn)矩指定值；

仿真流程三：

仿真流程三是模擬高風(fēng)速狀況下的轉(zhuǎn)矩控制值，根據(jù)傳入的風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速值得到理論轉(zhuǎn)矩指定值；

仿真流程四：

仿真流程四是根據(jù)當(dāng)前有功功率出力去反推設(shè)定的轉(zhuǎn)矩控制值；

仿真流程五：

仿真流程五是系統(tǒng)的其他狀態(tài)仿真，包括限定值、過(guò)程值；

最后，每個(gè)仿真流程輸出的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算得理論轉(zhuǎn)矩指定值，通過(guò)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相乘可得到理論有功功率出力。

然后，基于前面所述的能量管理系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種基于工業(yè)PLC的風(fēng)電場(chǎng)能量管理方法，包括以下步驟：

步驟S1、啟動(dòng)所述的基于工業(yè)PLC的風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)，所述PLC控制器加載配置文件，開(kāi)啟數(shù)據(jù)讀取或者接收通道；