一種光伏電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及調(diào)節(jié)有功功率輸出的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏電站電力自動(dòng)化領(lǐng)域。涉及一種光伏電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏電站運(yùn)行情況，接收調(diào)度主站有功輸出調(diào)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]大型地面光伏電站并網(wǎng)發(fā)電是目前太陽(yáng)能發(fā)電主要利用形式。兆瓦級(jí)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)多采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)的方案，通常每I兆瓦為一個(gè)光伏子陣，配置匯流箱、逆變器與箱變完成直交轉(zhuǎn)換和初步升壓，多個(gè)光伏子陣集中到一路送至低壓母線(xiàn)，最終由主變壓器升壓后并入電網(wǎng)系統(tǒng)。當(dāng)前大型光伏電站多在百兆級(jí)，分?jǐn)?shù)期建設(shè)完成，具有占地面積廣，需監(jiān)控的設(shè)備數(shù)量及種類(lèi)龐大、地域分布廣，遠(yuǎn)期規(guī)劃等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化難度較高。當(dāng)前建設(shè)的光伏電站多采用如附圖1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各光伏子陣經(jīng)環(huán)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上送至主數(shù)據(jù)網(wǎng)，各類(lèi)應(yīng)用均在主數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)交互數(shù)據(jù)。隨著光伏電站的規(guī)模不斷擴(kuò)大，龐大的數(shù)據(jù)集中在監(jiān)控后臺(tái)，既對(duì)監(jiān)控后臺(tái)要求更高、投入更大，又不利于運(yùn)維人員及時(shí)掌握電站的運(yùn)行情況。同時(shí)加大了遠(yuǎn)期規(guī)劃的難度，不利于后期擴(kuò)建工程的接入。所有應(yīng)用均在一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)故障風(fēng)險(xiǎn)，也增加了排查難度。
[0003]光伏發(fā)電受氣象影響較大，具有功率不穩(wěn)定、輸出時(shí)段性和電能波動(dòng)性等特點(diǎn)，由此給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)了一系列問(wèn)題，電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)傳統(tǒng)的做法只能采取拉閘限電這樣的無(wú)奈之舉，光伏發(fā)電站未能發(fā)揮其最大能力。即使部分電站配置了 AGC/AVC服務(wù)器，電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)控光伏電站的輸出，但調(diào)節(jié)方式多以AGC/AVC服務(wù)器通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)直接發(fā)命令給逆變器，當(dāng)光伏電站的規(guī)約不斷擴(kuò)大，參與調(diào)節(jié)的逆變器數(shù)量劇增，AGC/AVC服務(wù)器的算法越來(lái)越復(fù)雜，調(diào)解效果也越來(lái)越差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種光伏電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，采用分區(qū)監(jiān)控與AGC/AVC子站，各數(shù)據(jù)網(wǎng)相互隔離，以解決大型光伏電站的上述問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種光伏電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征是:自下而上包括子陣層、子陣環(huán)網(wǎng)層、間隔層、網(wǎng)絡(luò)層、站控層；
[0006]所述子陣層中，每個(gè)光伏子陣安裝一臺(tái)光伏子陣一體化裝置，實(shí)現(xiàn)箱變繼電保護(hù)和子陣內(nèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集；
[0007]所述子陣環(huán)網(wǎng)層中，按實(shí)際工程劃分發(fā)電分區(qū)，發(fā)電分區(qū)內(nèi)的一體化裝置組成子陣環(huán)網(wǎng)，不同發(fā)電分區(qū)的子陣環(huán)網(wǎng)相互隔離；
[0008]所述間隔層中，以發(fā)電分區(qū)為單位采取分區(qū)監(jiān)控，間隔層包括每個(gè)發(fā)電分區(qū)的綜合自動(dòng)化設(shè)備和升壓站的保護(hù)測(cè)控裝置；
[0009]所述網(wǎng)絡(luò)層中，根據(jù)不同應(yīng)用劃分成多個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)，各數(shù)據(jù)網(wǎng)間相互隔離，無(wú)直接數(shù)據(jù)交互；
[0010]所述站控層中，站控層設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層與間隔層設(shè)備交互數(shù)據(jù)。
[0011]光伏子陣一體化裝置具有箱變保護(hù)測(cè)控、規(guī)約轉(zhuǎn)換和環(huán)網(wǎng)功能。
[0012]每個(gè)發(fā)電分區(qū)的綜合自動(dòng)化設(shè)備包括分區(qū)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)、分區(qū)監(jiān)控后臺(tái)和AGC/AVC子站。
[0013]網(wǎng)絡(luò)層中的數(shù)據(jù)網(wǎng)包括主數(shù)據(jù)網(wǎng)、功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)網(wǎng)、光伏區(qū)信息數(shù)據(jù)網(wǎng)和AGC/AVC數(shù)據(jù)網(wǎng)。
[0014]站控層中的站控層設(shè)備包括遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)、監(jiān)控后臺(tái)、工程師站、AGC/AVC服務(wù)器、光功率預(yù)測(cè)服務(wù)器、光功率預(yù)測(cè)工作站和天氣預(yù)報(bào)服務(wù)器；
[0015]遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)、監(jiān)控后臺(tái)、工程師站、AGC/AVC服務(wù)器在主數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)交互數(shù)據(jù)；
[0016]光功率預(yù)測(cè)服務(wù)器、光功率預(yù)測(cè)工作站、天氣預(yù)報(bào)服務(wù)器在功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)交互數(shù)據(jù)。
[0017]遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)作為全站唯一接口與調(diào)度主站通信，上送站內(nèi)數(shù)據(jù)，并接收調(diào)度指令；
[0018]監(jiān)控后臺(tái)監(jiān)視升壓站運(yùn)行情況以及光伏區(qū)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；
[0019]工程師站具有管理員權(quán)限，對(duì)監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行管理維護(hù)；
[0020]光功率預(yù)測(cè)服務(wù)器獲取電站氣象信息預(yù)測(cè)發(fā)電能力，并上送至功率預(yù)測(cè)主站；
[0021]光功率預(yù)測(cè)工作站具有管理員權(quán)限，對(duì)光功率預(yù)測(cè)服務(wù)器進(jìn)行管理維護(hù)；
[0022]天氣預(yù)報(bào)服務(wù)器經(jīng)反向隔離裝置從公網(wǎng)獲取天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，供光功率預(yù)測(cè)服務(wù)器使用。
[0023]間隔層的保護(hù)測(cè)控裝置經(jīng)主數(shù)據(jù)網(wǎng)上送數(shù)據(jù)至站控層。
[0024]光伏子陣一體化裝置采集子陣內(nèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)，經(jīng)子陣環(huán)網(wǎng)層上送至分區(qū)監(jiān)控后臺(tái)、分區(qū)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)以及AGC/AVC子站；分區(qū)監(jiān)控后臺(tái)監(jiān)視本發(fā)電分區(qū)所有采集數(shù)據(jù)，分區(qū)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)篩選出站控層主站需要的數(shù)據(jù)經(jīng)光伏區(qū)信息數(shù)據(jù)網(wǎng)上送至站控層的監(jiān)控后臺(tái)和光功率預(yù)測(cè)服務(wù)器。
[0025]—種基于權(quán)利要求1所述的光伏電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)有功功率輸出的方法，其特征是:步驟如下:
[0026]I)調(diào)度主站發(fā)送光伏電站有功功率輸出目標(biāo)值給站控層站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)；
[0027]2)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層的主數(shù)據(jù)網(wǎng)將光伏站有功功率輸出目標(biāo)值發(fā)送給站控層中的AGC/AVC服務(wù)器；
[0028]3)AGC/AVC服務(wù)器計(jì)算出各發(fā)電分區(qū)的有功功率輸出目標(biāo)值，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層中AGC/AVC數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)送給間隔層中的各發(fā)電分區(qū)的AGC/AVC子站；
[0029]4)AGC/AVC子站計(jì)算出發(fā)電分區(qū)內(nèi)各逆變器的有功功率輸出目標(biāo)值，經(jīng)子陣環(huán)網(wǎng)層中的子陣環(huán)網(wǎng)發(fā)送給各逆變器所在的子陣層中的光伏子陣一體化裝置；
[0030]5)光伏子陣一體化裝置將子陣內(nèi)逆變器的有功功率輸出目標(biāo)值發(fā)送給逆變器，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的調(diào)節(jié)。
[0031]采用本發(fā)明所述的光伏電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其有益效果是:采用分區(qū)監(jiān)控，緩減站控層監(jiān)控后臺(tái)壓力，監(jiān)控內(nèi)容清晰，便于運(yùn)維人員查閱；采用AGC/AVC子站，分布式調(diào)節(jié)，降低了算法難度，提高了調(diào)節(jié)速度；各數(shù)據(jù)網(wǎng)相互隔離，無(wú)直接數(shù)據(jù)交互，降低了網(wǎng)絡(luò)故障風(fēng)險(xiǎn)，有利于故障的迅速排查；整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，有利于后期擴(kuò)建，降低了接入難度。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1光伏電站常規(guī)采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖2光伏電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本發(fā)明的光伏電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，如附圖2所示，自下而上包括子陣層、子陣環(huán)網(wǎng)層、間隔層、網(wǎng)絡(luò)層、站控層。子陣層里每個(gè)光伏子陣安裝一臺(tái)光伏子陣一體化裝置，實(shí)現(xiàn)箱變繼電保護(hù)和子陣內(nèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。子陣環(huán)網(wǎng)層中，按實(shí)際工程劃分發(fā)電分區(qū)，發(fā)電分區(qū)內(nèi)的一體化裝置組成子陣環(huán)網(wǎng)，不同發(fā)電分區(qū)的子陣環(huán)網(wǎng)相互隔離。以發(fā)電分區(qū)為單位采取分區(qū)監(jiān)控。間隔層包括每個(gè)發(fā)電分區(qū)的綜合自動(dòng)化設(shè)備和升壓站的保護(hù)測(cè)控裝置。網(wǎng)絡(luò)層中，根據(jù)不同應(yīng)用劃分?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)，各數(shù)據(jù)網(wǎng)間相互隔離，無(wú)直接數(shù)據(jù)交互；站控層設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層與間隔層設(shè)備交互數(shù)據(jù)。
[0035]光伏子陣一體化裝置具有箱變保護(hù)測(cè)控、規(guī)約轉(zhuǎn)換和環(huán)網(wǎng)功能。每個(gè)發(fā)電分區(qū)的綜合