大规模风电并网信息通信接入技术分析

2020-11-25叶蕾

商品与质量 2020年34期

叶蕾

国家电投集团江西电力有限公司高新清洁能源分公司江西南昌 330096

在当前我国石油、煤炭等传统资源能源日益枯竭以及环境问题越来越严重的社会发展背景下，风力发电作为当前可再生能源资源中技术相对成熟，且具备一定的规模开发条件和商业发展前景的一项发电技术，已经逐渐得到我国对其的高度重视以及发展扶持。成为当前我国大力支持的一项能源产业，同时也是实现我国可持续发展战略的重要举措。就此本文分析大规模风电并网信息通信接入技术，具有一定的现实性意义。

1 大规模风电并网对信息通信接入技术提出的需求

1.1 短期功率预测

随着当前我国社会经济的发展，风电场建设规模也随之不断扩大，同时大规模风电并网运行对电网带来的影响也更加明显。但就风能本身的性质来讲，其具有随机性、间歇性的特征，同时风电机组以及风电场的性能与发电机组和常规性发电厂也是不同步的。基于以上，开展大规模风电并入电网，需要对电网规划、云顶调度、电能质量等多种因素可能对其产生的影响考虑其中。就当前我国科学技术发展现状来看，当前现有的技术手段很难对风电场发电出力变化趋势进行有效预测，这也就使得电网运行调度有一定的困难度和复杂性，影响电网安全可靠运行。以上也是阻碍大规模风电并网信息通信接入时比较关键的一项技术问题。

当前对预测风电功率主要有以下两种方法：其一，物理方法，就是借助数值天气预报进行预测；其二，统计方法是对以往历史数据进行分析，从中预测出天气情况与风机出力两者存在的映射关系；其三，超短期预测，主要分为两种方式，一种为基于时间序列，对概率分布量化指标以及灰色关联决策进行分析来预测风电功率；另一种是将时间维度和空间维度两者融合起来，一分型伸缩因子变换为基础来进行风电功率预测，根据相关实验和分析表面，将风速信息引入其中，一方面将风电功率由风到电的物理过程准确表达出来，另一方面在很大成都上提升了超短期风电功率预测的准确率和精度[1]。

1.2 风电集中监控

随着风电场大规模建设发展，对于风电场的监控也由之前的各风电场独立分散转为电网调度、发电企业、分电厂等多方共同参与的集中性监控模式，这也就进一步提升了风电场运行管理工作复杂性，客观上满足信息集成共享这一需求。就当前风电场监控现状来看，其分散在风机、变电站等单独性的建设应用系统中进行监控，彼此缺乏信息沟通和共享，因此在运行期间，用户需要切换系统才能碱性相应监控。基于以上，为有效提升风电场运行水平，构建统一的风电场监控平台是必然趋势，并以此为基础，实现风电场风机、变电站、视频等多种监控应用集成。为有效监控风机运行状态，需要获取所有风机实时运行数据信息，根据风电场对功率的控制要求制定相应控制方案。但其中需要注意的是，因上述数据和手段也仅仅用于风电场当地风机监控系统中，各大风机场商之间的风电场监控技术通常是互不兼容的，通过对风电信息模型以及通信组网方案的研究和分析，要想实现大规模风电并网，关键在于集中监控和功率预测[2]。

2 风电通信组网设计方案

2.1 方案设计

在进行风电通信组网方案设计过程中，首先要考虑的就是风场中各项业务在上传时对风电集中监控和功率预测提出的要求，这就需要将单风机和变电站信息向发电集团和电网调度上传的综合性组网设计方案考虑其中。为有效解决风电功率在预测过程中对风机信息的获取、存储以及上传功能，这就需要运用OPC 技术来达成对风机信息的采集和监控功能。从风电业务角度来讲，重点在于风机和变电站监控，电能量预算等业务，另外还要将视频监控等当前新兴业务的应用兼顾其中。除以上之外，风机监控还需要配备相应的风电综合通信管理终端系统，通过OPC 技术实现信息采集。具体来讲，风电综合通信管理终端系统与各大主站系统通信主要采用内蒙古风电信息传输规约，最大限度来达成实时与历史两种数据的混合型传送功能，同时还要满足数值天气预报文件以及风电功率预测结果的传达需要。对于主站系统与风电场现场设备两者在通信商科通过电力专用通信网来实现，从根本上保证系统网路的运行安全。除以上之外，要想切实达成实时与历史两种数据信息的传送功能，对各项数据信息进行上传下达，还需要兼顾风电综合通信管理终端远程维护配置提出的需求，制定相应的风电信息传输规约[3]。

2.2 方案实施——以XX 地区为例

相关项目工作小组针对大规模风力发电提出并设计集中监控和调度支持系统，并将其应用于XX 地区的电网调度侧、向阳风电场以及地窝铺风电场三处，对信息通信系统的实施成效进行验证。具体来讲，系统主要是由风电场侧风机监控终端设备和电网调度侧风电集中监控系统两者共同组合而成的。在电网调度中心中，将整套风电调度技术支持系统应用其中，以此来进行数据采集，根据采集到的数据信息，调度系统会向终端发送AGC/AVC 调节指令，同时将其转发至风机监控系统和无功补偿装置中，根据要求执行相关指令。除以上之外，风电综合通信管理终端还需要将数值天气预报信息传送至主站系统中，然后将预测的风电场本地功率结果传达给主站。