CN111162607A - 一种清洁能源远程实时集中监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种清洁能源远程实时集中监控系统，包括可视化层、控制层和平台层，所述可视化层包括可视化界面，所述控制层包括场站AVC和场站AGC，所述场站AVC包括业务接口、无功决策、数据采集和无功分配，所述场站AGC包括业务接口、有功决策、数据采集和有功分配。本发明能通过多种方式控制目标，利用完善的分配算法和保护措施，可适用各种复杂结构，实现了所有设备及通道的冗余设计，同时，多重闭锁、限制功能，可有效防止误调节、频繁调节、振荡调节，利用身份验证，可防止程序和参数被无意中错误修改，操作简单，提高了控制性能，减少了电压波动，提高了电压合格率，并且利用实时变化曲线的形式更方便显示监控效。

Description

一种清洁能源远程实时集中监控系统
技术领域
本发明涉及清洁能源远程实时集中监控系统技术领域，尤其涉及一种清洁能源远程实时集中监控系统。
背景技术
作为一种经济、清洁的可再生新能源，风力发电/光伏发电越来越受到广泛应用。据相关数据统计，2008年我国当年新增风电装机容量超过600万千瓦，累计装机容量达到1200万千瓦以上，2009年新增装机容量达到1300万千瓦，累计装机容量达到2500万千瓦以上。预计我国每年新增装机容量将保持在500-800万千瓦。
由于风电场/光伏电站安装地点都离负荷中心较远，一般都是通过220kV或500kV超高压线路与系统相连，加之风力发电与光伏发电的输出功率的随机性较强，因此其公共连接点的无功、电压和网损的控制就显得比较困难。
目前正在实施所辖电网内风电场光伏电站的AVC和AGC控制，通过AVC和AGC的结合，形成操作系统，但是，现有的系统控制效果不理想，电压波动频繁，电压合格率低，同时现有的系统安全性能低，容易造成数据的更改和泄露，增加了网损的机率，并且现有的系统操作复杂，无法适应各种复杂结构，为此，我们提出了一种清洁能源远程实时集中监控系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种清洁能源远程实时集中监控系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种清洁能源远程实时集中监控系统，包括可视化层、控制层和平台层，所述可视化层包括可视化界面，所述控制层包括场站AVC和场站AGC，所述场站AVC包括业务接口、无功决策、数据采集和无功分配，所述场站AGC包括业务接口、有功决策、数据采集和有功分配，所述平台层包括数据库服务、监控服务、日志和用户管理。
优选地，所述控制层包括通信功能、采集功能、数据统计功能、安全约束功能、智能报警功能、报文日志存储功能、事件记录功能、控制功能、就地功能、分析运算功能、数据存储功能、事件记录功能、权限管理功能、双主热备功能、GPS对时功能、人机交互功能、安全防护功能。
优选地，所述采集功能的数据采集来源包括升压站监控系统、风机/光伏监控系统、无功补偿装置、实时测风/测光系统、风/光功率预测系统。
优选地，所述就地功能包括有功/无功目标值、控制点计划曲线。
优选地，所述数据存储功能中历史数据存储时间为14-24个月。
优选地，所述数据统计功能的数据包括对应时间、AVC、AVG的投运率、电压合格率、有功调节合格率。
优选地，所述智能报警功能包括声音、图像和短信。
优选地，所述事件记录功能包括对运行告警、闭锁原因、人员操作进行记录。
在本发明中，操作系统在运行时，通过升压站监控系统(或调度数据网)接收调度端下发的全场站有功目标值指令和系统侧各种电气量信息，通过场站风机光伏逆变器监控系统获取全场站风机/光伏逆变器的各种电气信息，综合计算分析，按照一定的分配策略计算出各台风机/光伏逆变器的目标有功出力，通过全场站风机光伏逆变器监控系统发送至各台风机/光伏逆变器的就地控制器，由风机逆变器就地控制器来调节，以达到风机光伏逆变器的有功出力目标，同时，通过升压站监控系统(或调度数据网)接收调度端下发的母线电压指令和系统侧各种电气量信息以及无功补偿装置投退信息(或自行采集)，通过场站风机/光伏逆变器监控系统获取全场站风机/光伏逆变器的各种电气信息，综合计算分析，按照一定的分配策略优先计算出各台风机光伏逆变器的目标功率因数或无功出力，通过全场站风机光伏逆变器监控系统发送至各台风机/光伏逆变器的就地控制器，由风机逆变器就地控制器来调节，以达到风机/光伏逆变器的无功出力目标；
本发明能通过多种方式控制目标，利用完善的分配算法和保护措施，可适用各种复杂结构，实现了所有设备及通道的冗余设计，同时，多重闭锁、限制功能，可有效防止误调节、频繁调节、振荡调节，利用身份验证，可防止程序和参数被无意中错误修改，操作简单，提高了控制性能，减少了电压波动，提高了电压合格率，并且利用实时变化曲线的形式更方便显示监控效。
附图说明
图1为本发明提出的一种清洁能源远程实时集中监控系统的操作流程图；
图2为本发明提出的一种清洁能源远程实时集中监控系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种清洁能源远程实时集中监控系统，包括可视化层、控制层和平台层，可视化层包括可视化界面，控制层包括场站AVC和场站AGC，场站AVC包括业务接口、无功决策、数据采集和无功分配，场站AGC包括业务接口、有功决策、数据采集和有功分配，平台层包括数据库服务、监控服务、日志和用户管理。
在本发明中，控制层包括通信功能、采集功能、数据统计功能、安全约束功能、智能报警功能、报文日志存储功能、事件记录功能、控制功能、就地功能、分析运算功能、数据存储功能、事件记录功能、权限管理功能、双主热备功能、GPS对时功能、人机交互功能、安全防护功能，系统具备强大的通信功能，能够与场站内各个数据提供系统和电网调度系统通信，支持多种通讯方式，包括网络通信方式和串口通信方式，同时，在采用调度数据网与调度通信时，支持数据交互双平面双通道。
在本发明中，系统具备开放灵活的数据及信息采集功能；系统具备完善的安全约束策略，其核心原则是，安全运行第一，经济目标第二，即在任何时刻任何情况下都不得危及系统、场站内机组及其他设备的运行安全性和稳定性，系统的安全类参数需充分考虑安全稳定运行极限，且留有足够裕度的原则整定，系统在控制过程中应以保持该安全裕度为首要原则；系统能够根据电网调度部门指令，控制场站内有功功率和无功功率的输出即能够接收并自动执行调度部门远方发送的有功/电压或无功指令信号，根据场站内发电设备和无功设备的并网状态，合理分配出各发电设备和无功设备的有功目标值和无功目标值；具有投入/退出AVC和AGC控制模块的功能；系统管理和参数设置等重要操作具有权限限制，保证系统运行的稳定性；系统具备双主热备功能，根据主控机的选择方式不同有调度主站选择和系统自行选择两种方式，同时支持本地手动切换；系统支持以GPS信号作为时间源，校正同步系统中每台设备的系统时间；系统提供软件界面，支持场站运行人员对系统的管理和查看，主要包括系统参数配置、运行模式控制、控制模式切换、运行状态监视、实时数据监视、历史数据查询、事件查询等；系统支持现场对安全防护方面的要求，比如加装防火墙、隔离装置等。
在本发明中，采集功能的数据采集来源包括升压站监控系统、风机/光伏监控系统、无功补偿装置、实时测风/测光系统、风/光功率预测系统，监控系统又称之为闭路电视监控系统，典型的监控系统主要由前端音视频采集设备、音视频传输设备、后端存储、控制及显示设备这五大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备，前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系(也可称作传输系统)可通过同轴电缆、双绞线、光纤、微波、无线等多种方式来实现，利用监控系统的实时性、安全性、可扩展性、开放性、标准型、灵活性、先进性、实用性可准确的对收据进行收集，就地功能包括有功/无功目标值、控制点计划曲线，具有投入/退出AVC和AGC控制模块的功能，数据存储功能中历史数据存储时间为14-24个月，系统将采集的数据点或运行过程中的实时数据更新到实时数据库，用于界面上对实时数据的显示，同时也将这些实时数据另存入历史数据库，用于绘制历史曲线或报表，数据统计功能的数据包括对应时间、AVC、AVG的投运率、电压合格率、有功调节合格率，这些数据保存在历史库中，方便用户的查询，智能报警功能包括声音、图像和短信，通过这些形式，将故障信息报告给工作人员，事件记录功能包括对运行告警、闭锁原因、人员操作进行记录。
在本发明中，操作系统在运行时，通过升压站监控系统(或调度数据网)接收调度端下发的全场站有功目标值指令和系统侧各种电气量信息，通过场站风机光伏逆变器监控系统获取全场站风机/光伏逆变器的各种电气信息，综合计算分析，按照一定的分配策略计算出各台风机/光伏逆变器的目标有功出力，通过全场站风机光伏逆变器监控系统发送至各台风机/光伏逆变器的就地控制器，由风机逆变器就地控制器来调节，以达到风机光伏逆变器的有功出力目标，同时，通过升压站监控系统(或调度数据网)接收调度端下发的母线电压指令和系统侧各种电气量信息以及无功补偿装置投退信息(或自行采集)，通过场站风机/光伏逆变器监控系统获取全场站风机/光伏逆变器的各种电气信息，综合计算分析，按照一定的分配策略优先计算出各台风机光伏逆变器的目标功率因数或无功出力，通过全场站风机光伏逆变器监控系统发送至各台风机/光伏逆变器的就地控制器，由风机逆变器就地控制器来调节，以达到风机/光伏逆变器的无功出力目标。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种清洁能源远程实时集中监控系统，包括可视化层、控制层和平台层，其特征在于：所述可视化层包括可视化界面，所述控制层包括场站AVC和场站AGC，所述场站AVC包括业务接口、无功决策、数据采集和无功分配，所述场站AGC包括业务接口、有功决策、数据采集和有功分配，所述平台层包括数据库服务、监控服务、日志和用户管理。
2.根据权利要求1所述的一种清洁能源远程实时集中监控系统，其特征在于，所述控制层包括通信功能、采集功能、数据统计功能、安全约束功能、智能报警功能、报文日志存储功能、事件记录功能、控制功能、就地功能、分析运算功能、数据存储功能、事件记录功能、权限管理功能、双主热备功能、GPS对时功能、人机交互功能、安全防护功能。
3.根据权利要求2所述的一种清洁能源远程实时集中监控系统，其特征在于，所述采集功能的数据采集来源包括升压站监控系统、风机/光伏监控系统、无功补偿装置、实时测风/测光系统、风/光功率预测系统。
4.根据权利要求2所述的一种清洁能源远程实时集中监控系统，其特征在于，所述就地功能包括有功/无功目标值、控制点计划曲线。
5.根据权利要求2所述的一种清洁能源远程实时集中监控系统，其特征在于，所述数据存储功能中历史数据存储时间为14-24个月。
6.根据权利要求2所述的一种清洁能源远程实时集中监控系统，其特征在于，所述数据统计功能的数据包括对应时间、AVC、AVG的投运率、电压合格率、有功调节合格率。
7.根据权利要求2所述的一种清洁能源远程实时集中监控系统，其特征在于，所述智能报警功能包括声音、图像和短信。
8.根据权利要求2所述的一种清洁能源远程实时集中监控系统，其特征在于，所述事件记录功能包括对运行告警、闭锁原因、人员操作进行记录。
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