CN114709865A - 基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法。该顺序控制系统通过基于对逆变器、汇流箱，箱变和集电线断路器SCADA监控系统架构的集中监控技术，从而实现逆变器、汇流箱，箱变和集电线断路器统一自动顺序控制的目的，同时结合智能软五防校验模块，能够对这三个控制阶段进行更加高效的控制和判断；在接收到指令后，能够更加快速准确的下发控制，达到电网调度的控制速率要求。本发明的优点：通过计算机与各级检测装置相连，提高了信息传输的准确性与速度，通过在各级装置设置智能运行模块，减少了错误信息的影响，并提高了工作效率。

Description

基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，特别涉及光伏站内逆变器、箱变和集电线的协同控制，是基于光伏电站此三级设备运行方式调整的顺序控制技术。

背景技术

近几年，随着光伏电站装机规模的增长，大规模光伏发电连接到电网后，光伏发电的波动性和正峰值特性对电网的运行产生严重影响。光伏不同于传统的能量调制，电压调节和待机特性。由光伏发电的波动性，间歇性和正峰值特引起的主动波动和不同。平衡波动需要系统中的常规能量单元承担。大规模的光伏发电波动要求大容量系统主动和待机稳定，这不利于电网的经济运行，同时带来大规模传输，谐波和电压波动。新能源逐步参与电力市场化交易，随之而来的光伏电站功率快速自动调节就显得很迫切。

然而目前光伏电站的单条集电线停电顺序是逆变器---箱变---集电线，现场运维人员在进行单条集电线停电时，一般操作流程是：

1、需要通过光伏SCADA监控系统确认子阵逆变器的有功电压电流等参数和子阵箱变的电压电流等信息来确认逆变器和汇流箱是否关机。

2、查看电气监控系统进一步确认该条集电线是否具备停电条件。

3、场站运维人员驱车前往关键设备处，比如每个子阵箱变、集电线断路器处确认设备是否停运。在前一个设备确定停运的条件下，才能进行后续设备的停电操作。

4、集电线停电时，再满足五防基本逻辑校验后，才能执行停电操作。

由于单条集电线的断电过程较为繁琐，需要确认的系统有光伏监控系统、电气监控系统以及需要运维人员就地再次确认，一方面容易误判断，另一方面整个过程所需要的时间过长，无法满足功率快速稳定调节的需求。

发明内容

本发明的目的是提供基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，通过计算机与各级数据收集装置相连，能够及时反馈相应信息，通过在各个位置设置智能运行模块，可以减少断定指令下达产生的错误与延时。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，所述三级设备包括SCADA监控设备、箱变监控设备和电气监控设备，所述SCADA监控设备包括检测器、数据库与计算机，所述检测器设于逆变器与汇流箱上，且通过线路与数据库和计算机相连，所述数据库内部设有多个信息存储设备，所述计算机设有人机交互设备，并通过集电线路相连，所述集电线路的一端设有智能运行开关模块，所述智能运行开关模块分别与数据库、逆变器和汇流箱相连；

所述的顺序控制方法包括以下步骤：

1)在场站侧部署一台监控服务器建立数据集成平台，新增监控测点并将已有的监控系统接入该控制系统平台，包括：光伏监控、电气监控、软五防逻辑模块、要增加的视频监测点和光伏电站每个子阵监测箱变是否断路的测点；

2)口通过光纤环网与升压站内数据集成平台服务器建立通讯，通过新增测点和接入已有测点对逆变器、箱变、集电线三部分实时数据进行采集，采用的是标准的工业协议modbus和iec104，对于modbus和iec104协议，直接在监控服务器数据库进行采集配置即可；

3)通过运维人员对于停电的基础知识，将汇总的数据进行判断，反馈给运维人员每个子阵逆变器、箱变是否停机的直接信息，建立逻辑校验平台，同时在最后进行集电线停电时，根据接入的电气系统的其他参数，进行软五防逻辑校验，反馈给运维人员是否可以停电的操作，在满足逻辑校验、五防校验后，可以控制系统上直接进行操作：

第一步内部审批：操作员申请遥控动作，审批员同意遥控；

第二步软五防校验：程序根据当前拓扑链接，判断是当前操作是否符合五防要求，如果是则进行下一步，如果不符合五防要求则终止操作；

第三步遥控选择：集控端选择所需遥控开关或者刀闸后系统会向子站下发遥控选择命令并倒计时，子站接收到指令并在遥控选择时间内返校正确指令，集控端会提示返校正确；如果返校错误或者超时下一步遥控执行则不能执行，返校错误的原因可能是开关现在不允许遥控，或者与开关通讯有问题；

第四步遥控执行：遥控选择能在设定的时间内正确反馈后方可进行遥控操作。

作为改进，所述箱变监控设备包括温度检测设备、电压检测设备和运行数据存储设备，所述温度检测设备设于箱变的内部，且设有线路与运行数据存储设备相连，所述电压检测设备设于箱变的内部，且设于关键电路位置，所述电压检测设备与数据存储设备相连，所述数据存储设备内部设有智能运行开关模块。

作为改进，所述电气监控设备包括视频监控装置和安全保护装置，所述监控装置设于装置内部，且对准关键线路，所述安全保护装置内部设有智能运行模块，所述电气监控设备内部设有数据库，所述数据库的一侧设有智能运行装置，所述智能运行装置一端设有集电线路阻断器。

作为改进，所述智能运行模块分别在SCADA设备、箱变监控设备和电气监控设备独立运行，所述只能运行模块的外侧设有防干扰外壳。

作为改进，所述智能运行模块采用有点表映射技术，并使用模板化的配置将多条集电线路添加到平台联合控制逻辑中。

作为改进，所述计算机使用标准工业协议技术直接与三级设备进行通讯，所述计算机可以通过互联网实现设备允许的所有远程控制点。

作为改进，所述计算机与数据库、信息存储设备相连，并设有测点信息整合功能。

作为改进，所述智能运行模块内部设有信息检测收发装置，所述信息检测收发装置与计算机相连，且内部设有编译器接收计算机输出指令。

作为改进，所述计算器使用标准工业协议modbus和iec104，并接入逆变器的远程开关控制点。

作为改进，所述监控设备设有绝缘防干扰外壳，且通过无线线路与数据库相连。

本发明的有益效果为：通过计算机与各级检测装置相连，提高了信息传输的准确性与速度，通过在各级装置设置智能运行模块，减少了错误信息的影响，并提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明一种基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法的框图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，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。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，采取的针对光伏逆变器、箱变和集电线路监控系统架构的控制技术，从而实现光伏站集电线路停电控制效率和可靠性的优化目的。同时结合智能运行模块，能够对控制的各环节进行更加高效的监控；结合内部智能功率分配算法，在接收到指令后，能够更加快速准确的联合调节功率，达到电网调度的控制要求。通过安装智能开关、监控等基础监控硬件，实现对光伏三级设备监视和控制功能。直接通过安装智能开关等基础控制硬件，通讯连接稳定，能够快速下发控制指令，同时快速得到风机反馈信息。采用有点表映射技术，只需要通过模板化的配置就能够完成将多条集电线路添加到平台联合控制逻辑中的。采用标准工业协议技术直接与三级设备进行通讯，可以实现设备允许的所有远程控制点，控制指令发送到设备的时间小于1s。通过合理有效的界面布局以及人机交互设计，设计了一个全局监控界面能够满足值班人员对电站集电线各部分运行数据变化和开关状态变化对比监控，关键参数以及控制功能的实现都能在一个画面上实现，减少无效的切换界面操作。

在场站侧部署一台监控服务器建立数据集成平台，新增监控测点并将已有的监控系统接入该控制系统平台，包括：光伏监控、电气监控、软五防逻辑模块、要增加的视频监测点和光伏电站每个子阵监测箱变是否断路的测点。

根据场站测设备自动化情况，部署可远程控制的开关等硬件设备，这些设备使用串口或网口通过光纤环网与升压站内数据集成平台服务器建立通讯，优选地，通过新增测点和接入已有测点对逆变器、箱变、集电线三部分实时数据进行采集，采用的是标准的工业协议modbus和iec104。对于modbus和iec104协议，直接在监控服务器数据库进行采集配置即可。这样接入所有逆变器的远程开关控制点、箱变断路器开关控制点、集电线断路器开关控制点。

通过运维人员对于停电的基础知识，将汇总的数据进行判断，反馈给运维人员每个子阵逆变器、箱变是否停机的直接信息，建立逻辑校验平台，同时在最后进行集电线停电时，根据接入的电气系统的其他参数，进行软五防逻辑校验，反馈给运维人员是否可以停电的操作，在满足逻辑校验、五防校验后，可以控制系统上直接进行操作。

升压站操作控制流程，升压站遥控操作分为两步：遥控选择、遥控执行。

第一步内部审批：操作员申请遥控动作，审批员同意遥控(操作员和审批员是不同账号，有不同的权限)。

第二步软五防校验：程序根据当前拓扑链接，判断是当前操作是否符合五防要求，如果是则进行下一步，如果不符合五防要求则终止操作。

第三步遥控选择：集控端选择所需遥控开关或者刀闸后系统会向子站下发遥控选择命令并倒计时(时间可以配置)，子站接收到指令并在遥控选择时间内返校正确指令，集控端会提示返校正确。如果返校错误或者超时下一步遥控执行则不能执行。返校错误的原因可能是开关现在不允许遥控，或者与开关通讯有问题。

第四步遥控执行：遥控选择能在设定的时间内正确反馈后方可进行遥控操作。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述三级设备包括SCADA监控设备、箱变监控设备和电气监控设备，所述SCADA监控设备包括检测器、数据库与计算机，所述检测器设于逆变器与汇流箱上，且通过线路与数据库和计算机相连，所述数据库内部设有多个信息存储设备，所述计算机设有人机交互设备，并通过集电线路相连，所述集电线路的一端设有智能运行开关模块，所述智能运行开关模块分别与数据库、逆变器和汇流箱相连，所述的顺序控制方法包括以下步骤：

1)在场站侧部署一台监控服务器建立数据集成平台，新增监控测点并将已有的监控系统接入该控制系统平台，包括：光伏监控、电气监控、软五防逻辑模块、要增加的视频监测点和光伏电站每个子阵监测箱变是否断路的测点；

2)口通过光纤环网与升压站内数据集成平台服务器建立通讯，通过新增测点和接入已有测点对逆变器、箱变、集电线三部分实时数据进行采集，采用的是标准的工业协议modbus和iec104，对于modbus和iec104协议，直接在监控服务器数据库进行采集配置即可；

3)通过运维人员对于停电的基础知识，将汇总的数据进行判断，反馈给运维人员每个子阵逆变器、箱变是否停机的直接信息，建立逻辑校验平台，同时在最后进行集电线停电时，根据接入的电气系统的其他参数，进行软五防逻辑校验，反馈给运维人员是否可以停电的操作，在满足逻辑校验、五防校验后，可以控制系统上直接进行操作：

第一步内部审批：操作员申请遥控动作，审批员同意遥控；

第二步软五防校验：程序根据当前拓扑链接，判断是当前操作是否符合五防要求，如果是则进行下一步，如果不符合五防要求则终止操作；

第三步遥控选择：集控端选择所需遥控开关或者刀闸后系统会向子站下发遥控选择命令并倒计时，子站接收到指令并在遥控选择时间内返校正确指令，集控端会提示返校正确；如果返校错误或者超时下一步遥控执行则不能执行，返校错误的原因可能是开关现在不允许遥控，或者与开关通讯有问题；

第四步遥控执行：遥控选择能在设定的时间内正确反馈后方可进行遥控操作。

2.根据权利要求1所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述箱变监控设备包括温度检测设备、电压检测设备和运行数据存储设备，所述温度检测设备设于箱变的内部，且设有线路与运行数据存储设备相连，所述电压检测设备设于箱变的内部，且设于关键电路位置，所述电压检测设备与数据存储设备相连，所述数据存储设备内部设有智能运行开关模块。

3.根据权利要求1所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述电气监控设备包括视频监控装置和安全保护装置，所述监控装置设于装置内部，且对准关键线路，所述安全保护装置内部设有智能运行模块，所述电气监控设备内部设有数据库，所述数据库的一侧设有智能运行装置，所述智能运行装置一端设有集电线路阻断器。

4.根据权利要求3所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述智能运行模块分别在SCADA设备、箱变监控设备和电气监控设备独立运行，所述只能运行模块的外侧设有防干扰外壳。

5.根据权利要求3所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述智能运行模块采用有点表映射技术，并使用模板化的配置将多条集电线路添加到平台联合控制逻辑中。

6.根据权利要求1所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述计算机使用标准工业协议技术直接与三级设备进行通讯，所述计算机可以通过互联网实现设备允许的所有远程控制点。

7.根据权利要求6所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述计算机与数据库、信息存储设备相连，并设有测点信息整合功能。

8.根据权利要求5所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述智能运行模块内部设有信息检测收发装置，所述信息检测收发装置与计算机相连，且内部设有编译器接收计算机输出指令。

9.根据权利要求6所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述计算器使用标准工业协议modbus和iec104，并接入逆变器的远程开关控制点，箱变断路器开关控制点和集电线断路器开关控制点。

10.根据权利要求4所述的基于光伏电站三级设备运行方式调整的顺序控制方法，其特征在于，所述监控设备设有绝缘防干扰外壳，且通过无线线路与数据库相连。

Images