風電場自動電壓控制(AVC)系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)介紹

....風力發(fā)電自動電壓掌握〔AVC〕系統(tǒng)功能及構(gòu)造介紹立卓智能電網(wǎng)科技2023-4名目\l“_TOC_250018“一， 概述 3\l“_TOC_250017“二， 風場一般概況 3\l“_TOC_250016“三， 風電場AVC系統(tǒng)說明 5\l“_TOC_250015“四， 風電場AVC系統(tǒng)技術(shù)方案 7\l“_TOC_250014“系統(tǒng)構(gòu)造 7\l“_TOC_250013“軟件功能 8\l“_TOC_250012“風場AVC設(shè)備接口描述 9\l“_TOC_250011“掌握模式 11\l“_TOC_250010“掌握目標 11\l“_TOC_250009“五， 風電場AVC系統(tǒng)規(guī)和標準 11\l“_TOC_250008“應(yīng)用的標準及規(guī) 11\l“_TOC_250007“一般工況 12\l“_TOC_250006“安裝和存放條件 13\l“_TOC_250005“供電電源 13\l“_TOC_250004“接地條件 13\l“_TOC_250003“抗干擾 13\l“_TOC_250002“絕緣性能 13\l“_TOC_250001“電磁兼容性 13\l“_TOC_250000“機械性能 14一，概述2023年我國當年增風電裝機容量超過600120020231300萬千瓦，累計裝機容量到達2500萬千瓦以上。在今后3~510500~800由于風力發(fā)電廠安裝地點都離負荷中心較遠220kV500kV超高壓線路耗的無功進展補償，現(xiàn)裝有的補償設(shè)備種類有，純電容補償，SVC〔大局部為MCR〕和少量SVG。目前各省網(wǎng)公司正在實施所轄電網(wǎng)風電場的AVC網(wǎng)發(fā)電容量比重越來越大的風力發(fā)電場進展無功和電壓掌握二，風場一般概況風機輸出電壓一般為690V35kV，幾臺箱式變串聯(lián)經(jīng)35kV開關(guān)接與35kV母線。35kV母線接有無功補償設(shè)備。主變壓器為有載調(diào)壓變壓器。風電廠系統(tǒng)一般圖示：.電機組和永磁同步發(fā)電機。了電容器組，通過對機端電容器組的投切可以實現(xiàn)對風機無功的掌握。節(jié)雙饋風勵磁電流的頻率可掌握風機的轉(zhuǎn)速當轉(zhuǎn)子電流的相位轉(zhuǎn)變時，由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場在氣隙空間的位置就產(chǎn)生一個位移，不僅可調(diào)整無功功率，也可調(diào)整有功功率。一般來說，當電機吸取電網(wǎng)的無功功率時電壓過高的困難。實現(xiàn)風機無功的掌握。風電場35kV母線處配備無功補償裝置補償主變、箱變的無功損耗SVC和SVG，地區(qū)風電場安裝的無功補償裝置以SVCSVGSVC主要是TCR+FC和MCR+FC。無功補償裝置掌握方式為場閉環(huán)掌握，掌握方式一般為主變高壓側(cè)功率因數(shù)恒SVC和SVG均可..通過對掌握器下發(fā)無功指令實現(xiàn)無功的平滑調(diào)整。少量風電場只有電容器組，可通過 系統(tǒng)實現(xiàn)對電容器組的直接投切，實現(xiàn)無功電壓的掌握。風電場的主變均為有載調(diào)壓變壓器，可通過調(diào)整主變分頭實現(xiàn)對高壓母線電壓的掌握。以上所述可見風電場的自動電壓掌握系統(tǒng)，可調(diào)整的無功設(shè)備包括：鼠籠式異步風機的風電場：風力發(fā)電機、無功補償裝置、主變分接頭；雙饋異步發(fā)電機組的風電場：風力發(fā)電機、無功補償裝置、主變分接頭；永磁同步電機的風電場：風力發(fā)電機、無功補償裝置、主變分接頭；依據(jù)國網(wǎng)公司《風電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》2023年2月的要求，首先無功電壓電機無功掌握策略一般是保持機組運行的各種工況下功率因數(shù)為1〔即根本上不吸取和發(fā)出無功，還沒有依據(jù)指令實時調(diào)整的突破。三， 風電場AVC系統(tǒng)說明依據(jù)國網(wǎng)《風電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》2023年2月的規(guī)定，風電場應(yīng)配置無功并網(wǎng)點電壓在額定電壓的-3%~+7%。運行時功率因數(shù)0.98〔超前〕~0.9滯后所確定的無功功率容量圍，風電場的無功功率能夠夠無功容量。0.97〔超前〕~0,。97風場的AVC系統(tǒng)應(yīng)能在現(xiàn)有無功補償設(shè)備容量〔包括風電機組和無功補償裝置調(diào)整，..場有載變壓器分接頭，依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門的指令進展調(diào)整。風電場AVC系統(tǒng)軟件承受經(jīng)典的三層軟件體系構(gòu)造和分布組件式架構(gòu)。形化界面為主。交換，通過串口、專網(wǎng)等懇求風機SCADA系統(tǒng),升壓站SCADA系統(tǒng)或其他第三方系統(tǒng)〔如EMS〕效勞，都通過統(tǒng)一的業(yè)務(wù)接口進入系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)分析和計算，結(jié)合各種約束條件，AVC系統(tǒng)還保存集成風電場自動發(fā)電系統(tǒng)〔AGC〕功能，協(xié)調(diào)掌握風場全部有功、無功調(diào)整設(shè)備以滿足風場并網(wǎng)綜合需求的監(jiān)控治理系統(tǒng)〔AGC。AVC系統(tǒng)中集成諧波實時檢測模塊，長期監(jiān)測風電場注入系統(tǒng)的諧波電流。理。在各層次上的組件均能單獨更、替換或增加、撤除。因此，可適應(yīng)不斷的變化和的更換組合音響的一個部件，對系統(tǒng)其它局部并無影響，所以更維護更加安全牢靠。.....四， 風電場AVC系統(tǒng)技術(shù)方案系統(tǒng)構(gòu)造風電場AVC系統(tǒng)承受上、下位機構(gòu)造，主機〔上位機〕實現(xiàn)系統(tǒng)的核心功能是依據(jù)調(diào)度安排風電場各類無功電源的無功出力和主變分接頭位置〔下位機閉環(huán)掌握，滿足調(diào)度端高壓母線電壓要求。其他應(yīng)包括數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)治理和掃瞄，以及WEB公布等功能。測控終端可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集〔電氣參數(shù)、機組狀態(tài)等、各類掌握信號輸出〔無功指令信號，有功指令信號〔該功能臨時保存，報警輸出和閉鎖等功能。上、下位機通信承受現(xiàn)場485總線方式，抗干擾力量強，傳輸距離遠。系統(tǒng)拓撲如下圖：風機信息終端SVC

上傳調(diào)度風場子站遙信

下發(fā)風場子站掌握命令獵取系統(tǒng)側(cè)信息SVC狀態(tài)信息下發(fā)SVC獵取系統(tǒng)側(cè)信息SVC狀態(tài)信息下發(fā)SVC無功目標值下發(fā)· 調(diào)控命令

各風機實時狀態(tài)〔遙測、遙信〕

下發(fā)各風機功率因數(shù)設(shè)定值

升壓站監(jiān)控系統(tǒng)風機效勞器風機掌握器風機效勞器風機掌握器風機軟件功能上位機軟件設(shè)計應(yīng)充分考慮到風電場運行治理的要求，應(yīng)當具備以下功能：具備采集功能，實時采集廠各類模擬量〔電壓、電流、有功、無功、諧波等〕和風機機組運行〔/自動掌握以及大/小發(fā)電機工作〕以及其他設(shè)備開關(guān)狀態(tài)量，通過各風電機組的狀態(tài)了解整個風電場的運行狀況。具備通信功能，能夠升壓站監(jiān)控系統(tǒng)、風機效勞器、無功補償裝置、信息終端和中調(diào)AVC持MODBUTCP/IP\RTCD、DL/T634.5.101-2023DL/T634.5.104-2023等常用標準規(guī)約。具備輸出功能，能夠輸出模擬量信號4-20m〕和開關(guān)量信號〔無源節(jié)點遙調(diào)和遙控。序號名稱序號名稱定義備注1遙測AVC子站可增無功風電場上調(diào)無功限制以中調(diào)要求為準2AVC子站可減無功風電場下調(diào)無功限制以中調(diào)要求為準3SVG/SVG實時無功以中調(diào)要求為準4主變檔位以中調(diào)要求為準〔包括等功率因數(shù)、等無功、相像調(diào)整裕度等〕對目標值進展計算分析，并考慮各指令，以及主變分接頭調(diào)整提示。AVC功率/無功功率、開關(guān)狀態(tài)、設(shè)備運行狀態(tài)、與其他設(shè)備的通信狀態(tài)，能對一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)用曲線或圖表的形式直觀地顯示。歷史數(shù)據(jù)可存儲一年。置，變高側(cè)母線〔或節(jié)點〕電壓目標值，變高側(cè)母線〔或節(jié)點〕電壓打算曲線。故障報警并停頓調(diào)整，并形成大事記錄，故障消逝后自動恢復。風場AVC與調(diào)度端AVC主站接口：調(diào)度端AVC主站與風場AVC〔風機信息終端和上傳相關(guān)信息。主站下發(fā)設(shè)定值：序號 名稱 定義 備注1 遙調(diào) 高壓側(cè)母線電壓增量 以中調(diào)要求為準上傳主站遙信量：備注1遙信AVC備注1遙信AVC子站增閉鎖風電場上調(diào)無功已到限值 以中調(diào)要求為準2AVC子站減閉鎖風電場下調(diào)無功已到限值 以中調(diào)要求為準3AVC子站投退狀態(tài)以中調(diào)要求為準4AVC子站運行狀態(tài)以中調(diào)要求為準與升壓站監(jiān)控系統(tǒng)接口風場AVC子站通過升壓站監(jiān)控系統(tǒng)采集〔或由AVC子站下位機采集〕系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)。序號名稱序號名稱1遙測各條集電線電壓2各條集電線電壓3各條集電線有功4各條集電線無功5220kV母線電壓635kV7主變高/低壓側(cè)無功8SVG/SVG無功9主變分頭檔位1遙信主變低壓側(cè)開關(guān)狀態(tài)2各集電線開關(guān)狀態(tài)3SVG/SVG與風機監(jiān)控系統(tǒng)接口AVC序號名稱1遙測各風機機端電壓2各風機機端電流3各風機有功4各風機無功SVC/SVG風電場AVC子站系統(tǒng)通過輸出方式將無功出力指令下發(fā)至SVC/SVG掌握器。序號1 遙調(diào)

名稱SVC/SVG無功指令

定義 備注通信或模擬量方式5各風機功率因數(shù)15各風機功率因數(shù)1遙信各風機并網(wǎng)狀態(tài)2各風機運行狀態(tài)與后臺監(jiān)視接口風電場AVCAVC子站系統(tǒng)主機作為WEB效勞器，后臺監(jiān)視以B/S掌握模式遠方掌握：AVC本地掌握：AVC子站依據(jù)電壓曲線或零無功交換等策略，進展本地掌握；掌握目標總無功掌握目標：以主變高壓側(cè)無功作為掌握目標；高壓母線掌握目標：以高壓母線電壓作為掌握目標；五， 風電場AVC系統(tǒng)規(guī)和標準應(yīng)用的標準及規(guī)JB/T9568-2023電力系統(tǒng)繼電器、保護及自動裝置通用技術(shù)條件DL478-92靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件GB50062-1992電力系統(tǒng)的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)GB50171-1992電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施及驗收規(guī)DL/T630-1997溝通采樣遠動終端技術(shù)條件GB/T14598.10-1996快速瞬變干擾試驗GB/T14598.13-19981兆赫脈沖群干擾試驗GB/T14598.14-1998靜電放電試驗GB/T14598.9-1995輻射靜電試驗GBT17626.5-1999浪涌〔沖擊〕抗擾度試驗DL476-1992電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議GB/T12325-2023電能質(zhì)量供電電壓偏差GB12326-2023電能質(zhì)量電壓波動和閃變GB/T14549-1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T15945-2023電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T15543-2023電能質(zhì)量三相電壓不平衡DL796-2023T風力發(fā)電場安全規(guī)程DL666-1999T風力發(fā)電場運行規(guī)程DL755-2023電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則SD325-1989電力系統(tǒng)電壓和無功技術(shù)導則DL/T1040-2023電網(wǎng)運行準則GB/Z19963-2023《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》GB/T20320-2023風力發(fā)電機組電能質(zhì)量測量和評估方法《國家電網(wǎng)公司風電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》一般工況1) 海拔高度：≤3000m；環(huán)境溫度45℃最低溫度：-10℃最大日溫差：25℃相對濕度(環(huán)境溫度為20℃時)日平均相對濕度：≤95%月平均相對濕度：≤90%抗震等級：水平加速度：0.2g垂直加速度：0.1g安裝和存放條件全部設(shè)備均放置在無屏蔽、無防靜電措施的機房。供電電源現(xiàn)場應(yīng)能供給雙路供電電源，保證系統(tǒng)供電安全穩(wěn)定。溝通電源額定電壓：單相220V，允許偏差－20%~+15%頻率：50Hz，允許偏差±0.5Hz波形：正弦，波形畸變不大于5％直流電源額定電壓：220V，允許偏差－20%~+10%紋波系數(shù)：不大于5％接地條件機柜以及電纜屏蔽層的接地線均應(yīng)與主接地網(wǎng)牢靠連接?？垢蓴_不發(fā)生誤動作。驗符合IEC絕緣性能1) 絕緣電阻符合DL478-92中4.6.4條和GB13729-92中3.6條的規(guī)定。2) 絕緣強度符合DL478-92中4.6.3條和GB13729-92中3.7條的規(guī)定。3) 沖擊電壓符合DL478-924.6.5條和DL/T630-19974.10電磁兼容性1) 高頻干擾符合DL478-924.7條和DL/T630-19974.9.靜電放電符合GB/T14598.14-1998輻射電磁場符合GB/T14598.9-1995中嚴酷等級Ⅲ的規(guī)定?？焖偎沧兎螱B/T14598.10-1996中嚴酷等級Ⅲ的規(guī)定。浪涌符合GB/T17626.5-1999中嚴酷