CN211744058U - 一种能量管理平台 - Google Patents

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高菊辉
刘磊
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Abstract

本实用新型提供一种能量管理平台，所述管理平台中，策略分配设备与自动发电控制指令设备、自动电压控制指令设备、标准通讯接口设备、历史数据设备、ADS采集设备、ADS调控设备分别连接；所述自动发电控制指令设备与所述自动电压控制指令设备连接；所述ADS采集设备、所述ADS调控设备、所述策略分配设备两两相连；所述ADS采集设备、所述ADS调控设备、发电机组两两相连；所述标准通讯接口设备用于接收调度指令。所述能量管理平台能够快速、准确、有效的进行电场如风电场有功功率调节，提高了电网的安全性和电能质量，有效维护电力系统的稳定性。

Description

一种能量管理平台
技术领域
本实用新型属于发电技术领域，特别涉及一种能量管理平台。
背景技术
近年来，风力发电行业得到大力发展，但随着我国的风电装机容量不断增加，而间歇式发电特性给电网带来很大负担。大容量风力发电的波动性，破坏电网的实时平衡，直接影响电网的运行安全,给电网的调峰、调荷带来直接影响。
风场能量管理平台是基于风力发电特性定制开发的功率及电压控制系统，它将风电场的发电机群、动态无功补偿设备(SVG)、变压器等设备视为一个整体，依据调度指令，进行有功功率和无功功率的连续协调控制。风场能量管理平台是调度中心对风场调控的重要环节，用以增强电网对风电的消纳能力。但现有的风场能量管理平台的系统结构对风力发电的间歇式发电特性尚不能进行有效管理，不能有效提高接入风电场的电网的运行安全。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的缺陷，提供一种能量管理平台。
本实用新型提供的能量管理平台，包括：策略分配设备、自动发电控制指令设备、自动电压控制指令设备、标准通讯接口设备、历史数据设备、ADS采集设备、ADS调控设备，
其中，
所述策略分配设备与所述自动发电控制指令设备、自动电压控制指令设备、标准通讯接口设备、历史数据设备、ADS采集设备、ADS调控设备分别连接；
所述自动发电控制指令设备与所述自动电压控制指令设备连接；
所述ADS采集设备、所述ADS调控设备、所述策略分配设备三者相互连接；
所述ADS采集设备、所述ADS调控设备、发电机组三者相互连接；
所述标准通讯接口设备用于接收调度指令；
所述自动发电控制指令设备用于采集整场有功功率，所述自动电压控制指令设备用于采集整场无功功率，并以此来判断所述有功功率、无功功率是否超出或小于调度公司的调节目标；
所述ADS采集设备用于从发电机组采集所述发电机组的实时工况的相关参数数据；
所述ADS调控设备用于将所述策略分配设备发来的有功控制指令、无功制指令发送到每台发电机组上；
所述策略分配设备接收调度发来的下控目标值，实时判断所述ADS采集设备、ADS调控设备上送的数据，计算得出每台发电机组具体的控制目标后，将控制指令通过所述ADS调控设备发送到每一台发电机组；
所述历史数据设备用于存储所述能量管理平台在运行中接收及产生的数据信息。
进一步，所述发电机组设有可编程逻辑控制器测控点，所述ADS采集设备用于从所述可编程逻辑控制器测控点采集所述发电机组的实时工况的相关参数数据。
进一步，所述实时工况的相关参数数据为叶轮转速、输入功率、输入电压、输出功率、输出电压、风速、无功功率。
进一步，所述每台发电机组具体的控制目标为所需控制的功率目标值。
进一步，所述ADS调控设备与所述每台发电机组的可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器中具有控制目标输入端以设定相应发电机组的控制目标。
进一步，所述每台发电机组的所述控制目标通过一个数据处理设备设定为所希望的值。
进一步，所述能量管理平台包括服务器，所述服务器用作所述数据处理设备。
进一步，所述策略分配设备用于将有功目标值分配给所述自动发电控制指令设备，并将无功目标值分配给设备所述自动电压控制指令设备以对所述发电机组进行控制。
进一步，所述历史数据设备存储的数据信息为ADS采集设备采集的所述相关参数数据，以及调度所发布的调度指令、整场有功功率限值、限制下发时间。
进一步，所述能量管理平台基于Linux系统，采用浏览器/服务器模式构架。
本实用新型的能量管理平台系统的系统结构能够快速、准确、有效的进行电场如风电场有功功率调节，提高了电网的安全性和电能质量，有效维护电力系统的稳定性。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本实用新型实施例的能量管理平台结构图；
图2示出了本实用新型实施例的能量管理平台工作流程图；
图3示出了本实用新型实施例的能量管理平台的工作系统结构图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了一种能量管理平台，下面以风力发电为例但并不限于风力发电，具体说明所述能量管理平台。
现有风力发电机组产生的电功率通过升压站主变压器进行升压，在多级升压后输送至电网，从而将电源分配至各用户。在现行阶段，为了减小风力发电功率随风变化对电网的冲击须在电厂配额之间进行调度，电网公司通过专门的通信设备在关键发电点采集数据或由下级电网公司汇总数据，并根据这些数据由电网公司发布调度指令，从而来调整风力发电场的出力。
其中，所述调度指令下发至风电场远动设备，所述远动设备通过标准通信协议将指令转发给能量平台，能量平台经过计算处理后将各风机所需调控的功率目标值下达给各风机执行。
调节结果反馈给能量平台，经过处理再传给远动及调度指令，根据调节结果调度指令做出进一步操作，实现整个功率控制策略。
图1所示为本实用新型的能量管理平台，包括：策略分配设备、自动发电控制(AGC)指令设备、自动电压控制(AVC)指令设备、标准通讯接口设备、历史数据设备、ADS采集设备、ADS调控设备，其中，
策略分配设备与所述AGC指令设备、AVC指令设备、标准通讯接口设备、历史数据设备、ADS采集设备、ADS调控设备分别连接；
所述AGC指令设备与所述AVC指令设备连接；
所述ADS采集设备、所述ADS调控设备、所述策略分配设备两两相连；
所述ADS采集设备、所述ADS调控设备、发电机组两两相连；
所述标准通讯接口设备用于接收调度指令。
具体工作时，所述调度指令下发至风电场远动设备，所述远动设备通过标准通讯接口设备将指令转发给所述能量管理平台，所述能量管理平台经过计算处理后将各风机所需调控的功率目标值下达给各风机执行；调控结果反馈给所述能量管理平台，经过处理再传给所述远动设备及所述调度指令，根据调节结果所述调度指令做出进一步操作，从而实现整个功率控制策略。
为了实现风电场的有功、无功控制，经由所述标准通讯接口设备和ADS采集设备将调度端和风机端的数据上送至所述策略分配设备，所述策略分配设备根据调度指令对获得数据进行判断并得出有功控制目标值和无功控制目标值，然后所述策略分配设备将所述有功控制目标值分配给所述AGC指令设备，并将无功控制目标值分配给设备AVG指令设备以对风电机组进行控制。
所述AGC指令设备用于采集整场有功功率，AVG指令设备用于采集整场无功功率，以此来判断有功、无功是否超出或小于调度公司的调节目标。各风电机组具有可编程逻辑控制器(PLC)测控点，各所述PLC测控点监测并采集风机的各项参数，如输入功率、输入电压、输出功率、输出电压、风速、无功功率等后将所述各项参数经由ADS采集协议转换封装数据后经由风机环网与指定的能量平台系统中的AGC指令设备和AVC指令设备进行通讯，以此来获得各风机的基础数据。这里进行所述的通讯的设备为专门的通信设备，如架空线缆、同轴线缆、光纤、音频线缆、电磁波等。
所述ADS采集设备用于从各风电机组PLC测控点采集风电机组的实时工况的相关参数数据，例如，叶轮转速、输入输出电压、功率等，并将采集到的数据通过通信设备传输至所述策略分配设备。对于同一个风力发电场，凡是采用倍福主控设备的风力发电机组均可采用ADS采集协议与所述能量管理平台进行实时的数据交换，从而实现对数据采集的统一。
所述ADS调控设备用于将所述策略分配设备发来的有功控制指令、无功制指令发送到每台风电机组上。在每台风电机组的PLC中具有功率输入端以设定相应风力发电机组的功率，各个风力发电机组的功率水平可以借助一个数据处理设备设定所希望的值，从而借助于所述的数据处理设备控制整个风力发电场，所述数据处理设备可采用所述能量管理平台的服务器来实现。
所述策略分配设备接收调度发来的下控目标值，实时判断ADS采集设备、ADS调控设备上送的数据，计算得出每台风电机组具体的控制目标后，将功率控制指令通过ADS调控设备发送到每一台风机组。其中，有功控制的决策流程如图2所示，如果整场功率超出电网限定功率，则从运行的风电机组的实时工况中，找到有功功率限定值最高的一台或多台风电机组，然后按照调整转速限定值和调整桨叶角度的方式调节整台风机的出力，如风机已达最低额定限值，则停机，直到满足电网要求为止。如果整场功率低于电网限定功率，则从运行的风电机组的实时工况中，找到有功功率限定值最低的一台或多台风电机组，然后按照调整转速限定值和调整桨叶角度的方式调节整台风机的出力，直到达到电网要求为止。
所述历史数据设备用于存储所述能量管理平台在运行中接收及产生的数据信息，例如，ADS采集设备采集的各风机关键信息参数，以及调度通过标准数据接口发布的调度指令等信息。
图3为能量管理平台的工作系统结构图。如图所示，所述工作系统包括：数据调度网、核心交换机、能量管理平台、风场环网、各风机，
其中，
数据调度网提供经过负载计算过的风场整场有功、无功功率下控目标值，经过标准通讯协议直接发送至核心交换机，然后由核心交换机传递到能量管理平台，所述能量管理平台对所述下控目标值经过计算得到分配给每台风机的所需受控值，所述受控值小于风机最小额定出力时，则直接进行停机指令，确保下控目标值能够准确执行，所述受控值和当前有功、无功功率、风速、电压、电流等相关数据将会按秒级存储到所述能量管理平台中；
所述受控值通过ADS协议与风机环网直接下发至各风机PLC，各风机按各自的所述受控值进行调控，并反馈调节后的功率值到所述能量管理平台，完成整场功率调节。
用户通过基于TCP/IP的浏览器系统连接所述能量管理平台，可以直接访问监控界面进行监控。所述能量管理平台可基于Linux系统、采用浏览器/服务器(B/S)模式构架，可跨平台多客户端使用，能顾排除不同操作系统之间不兼容的影响。
所述能量管理平台安全可靠，速度响应快，可实现多线程数据处理以及跨平台客户端支持；调节速度快，调节精度高，具备历史数据查询功能，可以实时查询以秒级为单位的历史数据，为后续功率调节数据分析做数据支持。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种能量管理平台，其特征在于，包括：策略分配设备、自动发电控制指令设备、自动电压控制指令设备、标准通讯接口设备、历史数据设备、ADS采集设备、ADS调控设备，
其中，
所述策略分配设备与所述自动发电控制指令设备、自动电压控制指令设备、标准通讯接口设备、历史数据设备、ADS采集设备、ADS调控设备分别连接；
所述自动发电控制指令设备与所述自动电压控制指令设备连接；
所述ADS采集设备、所述ADS调控设备、所述策略分配设备三者相互连接；
所述ADS采集设备、所述ADS调控设备、发电机组三者相互连接；
所述标准通讯接口设备用于接收调度指令；
所述自动发电控制指令设备用于采集整场有功功率，所述自动电压控制指令设备用于采集整场无功功率，并以此来判断所述有功功率、无功功率是否超出或小于调度公司的调节目标；
所述ADS采集设备用于从发电机组采集所述发电机组的实时工况的相关参数数据；
所述ADS调控设备用于将所述策略分配设备发来的有功控制指令、无功制指令发送到每台发电机组上；
所述策略分配设备接收调度发来的下控目标值，实时判断所述ADS采集设备、ADS调控设备上送的数据，计算得出每台发电机组具体的控制目标后，将控制指令通过所述ADS调控设备发送到每一台发电机组；
所述历史数据设备用于存储所述能量管理平台在运行中接收及产生的数据信息。
2.根据权利要求1所述的能量管理平台，其特征在于，
所述发电机组设有可编程逻辑控制器测控点，所述ADS采集设备用于从所述可编程逻辑控制器测控点采集所述发电机组的实时工况的相关参数数据。
3.根据权利要求2所述的能量管理平台，其特征在于，
所述实时工况的相关参数数据为叶轮转速、输入功率、输入电压、输出功率、输出电压、风速、无功功率。
4.根据权利要求1所述的能量管理平台，其特征在于，
所述每台发电机组具体的控制目标为所需控制的功率目标值。
5.根据权利要求1或4所述的能量管理平台，其特征在于，
所述ADS调控设备与所述每台发电机组的可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器中具有控制目标输入端以设定相应发电机组的控制目标。
6.根据权利要求5所述的能量管理平台，其特征在于，
所述每台发电机组的所述控制目标通过一个数据处理设备设定为所希望的值。
7.根据权利要求6所述的能量管理平台，其特征在于，
所述能量管理平台包括服务器，所述服务器用作所述数据处理设备。
8.根据权利要求1所述的能量管理平台，其特征在于，
所述策略分配设备用于将有功目标值分配给所述自动发电控制指令设备，并将无功目标值分配给设备所述自动电压控制指令设备以对所述发电机组进行控制。
9.根据权利要求2所述的能量管理平台，其特征在于，
所述历史数据设备存储的数据信息为ADS采集设备采集的所述相关参数数据，以及调度所发布的调度指令、整场有功功率限值、限制下发时间。
10.根据权利要求1至4和6至9任一所述的能量管理平台，其特征在于，
所述能量管理平台基于Linux系统，采用浏览器/服务器模式构架。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112803496A (zh) * 2021-03-02 2021-05-14 国电电力内蒙古新能源开发有限公司 多机型风电机组协同控制的功率快速响应方法

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