獨立離網光伏、仿真技術在風力發電系統中的應用

4 風電場仿真機
    仿真技術除用于系統分析研究、設計檢驗等目的外，還可用于人員培訓目的。在電力系統，人們習慣上將用于人員培訓目的的仿真系統稱為仿真機。為追求更好的培訓效果，要求仿真機具有很高的逼真度。仿真機逼真度主要體現在數學模型精度、人機界面逼真度和環境的相似性等幾個方面。因此，仿真機軟件具有不同于研究系統的特點。
4.1 電力系統仿真機應用現狀
     電力工業涉及能量轉換、電力傳輸與調度等生產環節，產品具有不可見、不能直接存儲的突出特點。發供電量直接取決于不斷變動的用戶負荷，其生產工況處于不斷變化之中，有許多重大生產事故、設備故障可能多年不遇，但一旦發生緊急情況，留給運行操作人員處理的時間非常短暫，如果不能及時正確處理，后果不堪設想；再則，為了追求能量轉換與傳輸的高效率，電力工業裝備向大容量、高參數方向發展，系統更加復雜，也更難以操作與控制。因此，對崗位操作人員的素質要求很高。但由于電力工業設備昂貴，且具有連續作業的生產特點，在生產裝置上進行培訓效率低、風險大，而且無法得到事故處理等方面的培訓機會。因此，自九十年代起，電力培訓用仿真機得到了大范圍推廣與應用。目前，電力系統仿真機的普及率和產業化程度居各行業之首，并代表了國內仿真行業的技術水平。
    1980 年代初，國內高校最先開展了火電機組仿真機的研發工作，并于1980 年代末期開始轉入實際應用。十幾年來，幾家最早生產火電機組仿真機的單位引領了國內電力仿真技術的發展方向，并直接推動了電力系統仿真機的普及。1990 年代中期以后，水電機組仿真機、核電機組仿真機、變電站仿真機、地區調度以及電網仿真機陸續投入使用，培訓仿真機已應用于電力生產與調度的各個環節。
    據不完全統計，目前國內投入使用的各類型火電機組仿真機（含全范圍仿真機和原理型仿真機）在300 臺左右；變電站仿真機超過100 臺；核電仿真機雖臺數不多，但仿真機與發電機組的比例最高。絕大多數仿真機由國內企業開發生產。仿真機的使用有效解決了運行操作人員的技能訓練問題，并為提升我國電力工業的安全經濟運行水平發揮了很大的促進作用。
4.2 風電場仿真機的作用
    大型風電場通常安裝幾十臺或幾百臺風力發電機組，且單機容量更大，控制系統也更加復雜（變速風力發電機組在低風速下具有更高的風能轉換效率，相信會得到更為廣泛的應用），對風電場運行操作人員提出了更高的要求。考慮到我國風電系統的發展現狀，風電場仿真機的應用將有助于消除風電發展面臨的某些制約因素。

    首先，可有效解決人才短缺問題。風電產業的快速發展直接帶動風電技術人員需求的增長，但當前的人才供應狀況不容樂觀。國內高校未設立風電專業或專業方向，風電企業只能從相關專業遴選所需的技術人員。技術人員缺乏對風電場系統構成與運行知識的了解，更缺乏運行操作經驗。借助仿真機，可以在較短的時間內培訓出合格的運行操作人員。