風電場區(qū)域集中化運行管理方法研究

　　1.1 管理中心
　　建立集中遠程監(jiān)控系統(tǒng)，將區(qū)域內(nèi)采用不同廠家設備和控制平臺的風電場的風電機組數(shù)據(jù)和升壓站數(shù)據(jù)統(tǒng)一在一個數(shù)據(jù)平臺內(nèi)。取消各風電場現(xiàn)場值班制度，集中人員在區(qū)域管理中心對區(qū)域內(nèi)的風電場運行進行監(jiān)視、分析、調(diào)整和控制。在解決跨平臺統(tǒng)一管理、提高了風電場運行維護水平的同時，可大幅度減少運行人員需求，改善運行人員的工作、生活環(huán)境。對
于新增風電場，還可以節(jié)省新建值班樓、宿舍樓和相應生活設施費用。
　　1.2 備品備件管理中心
　　集中儲備備品備件，統(tǒng)一管理，通過點檢定修的管理模式，負責風電場的檢修維護、運行操作、倒閘操作、事故處理和設備管理等工作。由于建立了專業(yè)化的檢修隊伍，風電場職守人員應主要考慮本地化，并降低部分人員的學歷要求，通過以老帶新、以師帶徒等措施，盡快形成穩(wěn)定的運行維護隊伍。
　　2 集中化管理的實現(xiàn)
　　2.1 系統(tǒng)模型
　　風電場數(shù)據(jù)采集包括風電機組、升壓站的所有模擬量和開關(guān)量，以及現(xiàn)場測風儀的測風數(shù)據(jù)。模擬量包括電壓、電流及功率等電氣模擬量及轉(zhuǎn)速、風速、風向、油位、振動、位移、溫度等非電氣模擬量的實測量。開關(guān)量包括事故信號、斷路器及重要繼電保護裝置的動作信號等中斷開關(guān)量和各類故障信號、斷路器及隔離開關(guān)的位置信號、機組設備的狀態(tài)信號等非中斷開關(guān)量兩類[2]。
　　在風電發(fā)展初期，各個風電公司的軟件環(huán)境和平臺、數(shù)據(jù)庫的選取都不一樣，缺乏統(tǒng)一的通信標準。隨著風電的迅速發(fā)展，2006 年12 月，國際電工委員會（IEC）公布了由IECTC88 技術(shù)委員會起草制定的IEC61400 － 25 標準。該標準是IEC61850 標準在風力發(fā)電領(lǐng)域內(nèi)的延伸，是軟件方面專門面向風電場的監(jiān)控通信系統(tǒng)。硬件方面，國內(nèi)外不少風電公司也都致力于電力系統(tǒng)應用最為廣泛的SCADA（Supervisory ControlAnd Data Acquisition） 的開發(fā)， 促進了風電場數(shù)據(jù)接口的標準化，也為數(shù)據(jù)層的建立提供了基礎。
　　采集的數(shù)據(jù)通過標準數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)據(jù)層后，遠程控制系統(tǒng)與其他應用系統(tǒng)，例如風功率預測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，通過標準數(shù)據(jù)接口調(diào)用數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析、展現(xiàn)，實現(xiàn)應用功能，同時將部分分析結(jié)果上傳至企業(yè)管理系統(tǒng)和電網(wǎng)公司調(diào)度系統(tǒng)等其他外部系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的上下兼容，確保系統(tǒng)的完整性[3]。
　　2.2 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
　　按照區(qū)域化集中管理的思想設計，系統(tǒng)可分為風電場子站、區(qū)域控制中心（簡稱控制中心）和安全生產(chǎn)管理中心（簡稱監(jiān)管中心）3 層。系統(tǒng)各控制中心、監(jiān)管中心的網(wǎng)絡拓撲均采用雙以太網(wǎng)星形結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡傳輸協(xié)議采用TCP/IP 網(wǎng)絡協(xié)議，網(wǎng)絡傳輸速率不小于100Mbit/s，網(wǎng)絡配置規(guī)模需滿足系統(tǒng)遠景要求。系統(tǒng)內(nèi)各風電場子站到區(qū)域控制中心的通信傳輸介質(zhì)采用敷設專用光纖網(wǎng)絡，區(qū)域控制中心到管理中心的通信通道采用VPN網(wǎng)絡保證數(shù)據(jù)的安全性。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示。
　　2.3 功能模塊
　　2.3.1 遠程控制
　　監(jiān)控系統(tǒng)控制功能應根據(jù)設備的實際狀況和工作實際需要進行設置，可考慮如下操作[4] ：
　　（1）對斷路器/ 刀閘分、合的遠方操作；
　　（2）對補償電容器投、切的遠方操作；
　　（3）對有載調(diào)壓變壓器分接頭的遠方調(diào)節(jié)；
　　（4）部分保護的遠方啟動、閉鎖及信號復歸；
　　（5）單個/ 成組風電機組遠方啟動/ 停機操作、復位、偏航、解纜等。