葉蕾

國(guó)家電投集團(tuán)江西電力有限公司高新清潔能源分公司 江西南昌 330096

在當(dāng)前我國(guó)石油、煤炭等傳統(tǒng)資源能源日益枯竭以及環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重的社會(huì)發(fā)展背景下，風(fēng)力發(fā)電作為當(dāng)前可再生能源資源中技術(shù)相對(duì)成熟，且具備一定的規(guī)模開(kāi)發(fā)條件和商業(yè)發(fā)展前景的一項(xiàng)發(fā)電技術(shù)，已經(jīng)逐漸得到我國(guó)對(duì)其的高度重視以及發(fā)展扶持。成為當(dāng)前我國(guó)大力支持的一項(xiàng)能源產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。就此本文分析大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)信息通信接入技術(shù)，具有一定的現(xiàn)實(shí)性意義。

1 大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)信息通信接入技術(shù)提出的需求

1.1 短期功率預(yù)測(cè)

隨著當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)模也隨之不斷擴(kuò)大，同時(shí)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的影響也更加明顯。但就風(fēng)能本身的性質(zhì)來(lái)講，其具有隨機(jī)性、間歇性的特征，同時(shí)風(fēng)電機(jī)組以及風(fēng)電場(chǎng)的性能與發(fā)電機(jī)組和常規(guī)性發(fā)電廠也是不同步的。基于以上，開(kāi)展大規(guī)模風(fēng)電并入電網(wǎng)，需要對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、云頂調(diào)度、電能質(zhì)量等多種因素可能對(duì)其產(chǎn)生的影響考慮其中。就當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，當(dāng)前現(xiàn)有的技術(shù)手段很難對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電出力變化趨勢(shì)進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，這也就使得電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度有一定的困難度和復(fù)雜性，影響電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。以上也是阻礙大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)信息通信接入時(shí)比較關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題。

當(dāng)前對(duì)預(yù)測(cè)風(fēng)電功率主要有以下兩種方法：其一，物理方法，就是借助數(shù)值天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行預(yù)測(cè)；其二，統(tǒng)計(jì)方法是對(duì)以往歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中預(yù)測(cè)出天氣情況與風(fēng)機(jī)出力兩者存在的映射關(guān)系；其三，超短期預(yù)測(cè)，主要分為兩種方式，一種為基于時(shí)間序列，對(duì)概率分布量化指標(biāo)以及灰色關(guān)聯(lián)決策進(jìn)行分析來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)電功率；另一種是將時(shí)間維度和空間維度兩者融合起來(lái)，一分型伸縮因子變換為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行風(fēng)電功率預(yù)測(cè)，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)和分析表面，將風(fēng)速信息引入其中，一方面將風(fēng)電功率由風(fēng)到電的物理過(guò)程準(zhǔn)確表達(dá)出來(lái)，另一方面在很大成都上提升了超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率和精度[1]。

1.2 風(fēng)電集中監(jiān)控

隨著風(fēng)電場(chǎng)大規(guī)模建設(shè)發(fā)展，對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的監(jiān)控也由之前的各風(fēng)電場(chǎng)獨(dú)立分散轉(zhuǎn)為電網(wǎng)調(diào)度、發(fā)電企業(yè)、分電廠等多方共同參與的集中性監(jiān)控模式，這也就進(jìn)一步提升了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行管理工作復(fù)雜性，客觀上滿足信息集成共享這一需求。就當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控現(xiàn)狀來(lái)看，其分散在風(fēng)機(jī)、變電站等單獨(dú)性的建設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)控，彼此缺乏信息溝通和共享，因此在運(yùn)行期間，用戶需要切換系統(tǒng)才能堿性相應(yīng)監(jiān)控?；谝陨?，為有效提升風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行水平，構(gòu)建統(tǒng)一的風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控平臺(tái)是必然趨勢(shì)，并以此為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)、變電站、視頻等多種監(jiān)控應(yīng)用集成。為有效監(jiān)控風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，需要獲取所有風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)對(duì)功率的控制要求制定相應(yīng)控制方案。但其中需要注意的是，因上述數(shù)據(jù)和手段也僅僅用于風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)?shù)仫L(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，各大風(fēng)機(jī)場(chǎng)商之間的風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控技術(shù)通常是互不兼容的，通過(guò)對(duì)風(fēng)電信息模型以及通信組網(wǎng)方案的研究和分析，要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)，關(guān)鍵在于集中監(jiān)控和功率預(yù)測(cè)[2]。

2 風(fēng)電通信組網(wǎng)設(shè)計(jì)方案

2.1 方案設(shè)計(jì)

在進(jìn)行風(fēng)電通信組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要考慮的就是風(fēng)場(chǎng)中各項(xiàng)業(yè)務(wù)在上傳時(shí)對(duì)風(fēng)電集中監(jiān)控和功率預(yù)測(cè)提出的要求，這就需要將單風(fēng)機(jī)和變電站信息向發(fā)電集團(tuán)和電網(wǎng)調(diào)度上傳的綜合性組網(wǎng)設(shè)計(jì)方案考慮其中。為有效解決風(fēng)電功率在預(yù)測(cè)過(guò)程中對(duì)風(fēng)機(jī)信息的獲取、存儲(chǔ)以及上傳功能，這就需要運(yùn)用OPC 技術(shù)來(lái)達(dá)成對(duì)風(fēng)機(jī)信息的采集和監(jiān)控功能。從風(fēng)電業(yè)務(wù)角度來(lái)講，重點(diǎn)在于風(fēng)機(jī)和變電站監(jiān)控，電能量預(yù)算等業(yè)務(wù)，另外還要將視頻監(jiān)控等當(dāng)前新興業(yè)務(wù)的應(yīng)用兼顧其中。除以上之外，風(fēng)機(jī)監(jiān)控還需要配備相應(yīng)的風(fēng)電綜合通信管理終端系統(tǒng)，通過(guò)OPC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息采集。具體來(lái)講，風(fēng)電綜合通信管理終端系統(tǒng)與各大主站系統(tǒng)通信主要采用內(nèi)蒙古風(fēng)電信息傳輸規(guī)約，最大限度來(lái)達(dá)成實(shí)時(shí)與歷史兩種數(shù)據(jù)的混合型傳送功能，同時(shí)還要滿足數(shù)值天氣預(yù)報(bào)文件以及風(fēng)電功率預(yù)測(cè)結(jié)果的傳達(dá)需要。對(duì)于主站系統(tǒng)與風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備兩者在通信商科通過(guò)電力專用通信網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從根本上保證系統(tǒng)網(wǎng)路的運(yùn)行安全。除以上之外，要想切實(shí)達(dá)成實(shí)時(shí)與歷史兩種數(shù)據(jù)信息的傳送功能，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行上傳下達(dá)，還需要兼顧風(fēng)電綜合通信管理終端遠(yuǎn)程維護(hù)配置提出的需求，制定相應(yīng)的風(fēng)電信息傳輸規(guī)約[3]。

2.2 方案實(shí)施——以XX 地區(qū)為例

相關(guān)項(xiàng)目工作小組針對(duì)大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電提出并設(shè)計(jì)集中監(jiān)控和調(diào)度支持系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于XX 地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度側(cè)、向陽(yáng)風(fēng)電場(chǎng)以及地窩鋪風(fēng)電場(chǎng)三處，對(duì)信息通信系統(tǒng)的實(shí)施成效進(jìn)行驗(yàn)證。具體來(lái)講，系統(tǒng)主要是由風(fēng)電場(chǎng)側(cè)風(fēng)機(jī)監(jiān)控終端設(shè)備和電網(wǎng)調(diào)度側(cè)風(fēng)電集中監(jiān)控系統(tǒng)兩者共同組合而成的。在電網(wǎng)調(diào)度中心中，將整套風(fēng)電調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)應(yīng)用其中，以此來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息，調(diào)度系統(tǒng)會(huì)向終端發(fā)送AGC/AVC 調(diào)節(jié)指令，同時(shí)將其轉(zhuǎn)發(fā)至風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和無(wú)功補(bǔ)償裝置中，根據(jù)要求執(zhí)行相關(guān)指令。除以上之外，風(fēng)電綜合通信管理終端還需要將數(shù)值天氣預(yù)報(bào)信息傳送至主站系統(tǒng)中，然后將預(yù)測(cè)的風(fēng)電場(chǎng)本地功率結(jié)果傳達(dá)給主站。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前對(duì)風(fēng)電集中監(jiān)控技術(shù)的阻礙性因素主要在于缺乏標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電信息模型，因各大風(fēng)機(jī)制造商信息模型定義存在不同，也就使得各風(fēng)電系統(tǒng)之間不能實(shí)現(xiàn)操作和信息上傳的功能，就此本文通過(guò)設(shè)計(jì)風(fēng)電通信組網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，提出風(fēng)電集中監(jiān)控和調(diào)度支持系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)上述要求的系統(tǒng)功能，具有積極性應(yīng)用意義。