“无人值班_少人值守”风电场及其集控中心的设计思考

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1、无人值班 少人值守”风电场及其集控中心的设计思考作者:唐志军，沈石水关键词：风电场 海上风电 风电运维随着国家风电产业政策落实和风电技术的发展，我国风电装机容量已位世界前列。伴 随着风电开发的深入，偏远山区、高海拔地区、海上风电正在成为我国风电发展的主要方向， 而在这些地区的运行值班人员，必然面对生活条件艰苦、工作环境恶劣的问题。其次，在大 型的风电场中有几十台甚至上百台风电机组，同时一个风力发电公司拥有多个风电场，多个 风电场分散于不同的区域，如果对每个风电场单独进行管理，需要消耗大量的人力物力，也 给电网的调度和电网的安全运行带来诸多问题。所以，打造“无人值班、少人值守”风电场， 设置风电

2、场远程监控自动化系统，建立风电场远程集控中心，实现风电场的集中运行管理、 集中检修管理、集中经营管理和集中后勤管理，是风电场未来发展的趋势，保障实现风电场 综合利用效益最大化。“无人值班，少人值守”风电场，指没有固定值班人员在风电场就地进行日常监视与 操作，日常操作与监视由远程集控中心通过远程调度自动化系统实现风电场及其升压站的遥 信、遥测、遥控和遥调（四遥）功能。根据集控中心与被控风电场的地理位置，在风电场升压 站适当留守风电场检修维护和安保人员。风电场远程集控中心设计思路远程集控中心计算机监控系统采用开放式分层分布式结构，全分布式数据库，整个系 统分为集控中心主控级和各风电场分控级2 个主

3、要层次。通过不同的软、硬件体系结构、 统一的网络通信程序和运行控制模式，实现集控中心主控级对各风电场的实时监控功能。集 中监控系统网络见图1 。J”.40总J性心twflkjwta*yKirfcvuta图 1 集中监控系统网络图(1) 各风电场及升压站设置一套完整的监控系统，风电机组配有 SCADA 系统，升压站采 用全计算机监控方式。集控中心正常运行时，各风电场及升压站计算机监控系统接受集控中 心的远程监视和控制指令，实现遥测、遥信、遥控、遥调和管理功能。风电场实行无人或少 人值守的运行方式，所有调控指令均由集控中心发出，仅在特殊情况下才能对风电场进行必 要的操作。(2) 远程集控中心设有其

4、监控范围内各风电场完整的实时数据和历史数据库，包括风电 机组、箱式变压器、风电场升压站、风电场功率、测风塔、数值天气预报、电量计量系统等 数据。(3) 为了实现实时数据和历史数据的混合传送及数值天气预报文件、风功率预测结果上 传下达、风电场有功功率及无功电压的控制，在风电场侧及集控中心设置风电综合通信控制 器，并制定风电信息统一的传输规约，并根据传输信息量的类别和容量设置通信控制器的台 数。(4) 远程控制系统通过安全可靠的风电场通信与信号系统，具有对所监控的风电机组实 施远程运行优化与控制功能，能够实现自动调节风电机组出力和对无功及电压的调节(AGC 和 AVC 控制)，保证大规模风电机组群

5、并网后的电能质量，以及电网的稳定、安全和经济运 行。(5) 集控中心主站系统供电电源配备专用的不间断电源装置(UPS)。配备的UPS电源为 双UPS冗余热备用，且具备无扰动自动切换功能。集控中心配置通信专用直流电源系统。(6) 集控中心配置 GPS/ 北斗双对时系统，并能与各风电场对时系统统一时钟，同时能 对风电场对时系统进行实时监控。(7) 为了保障风电场无人或少人值守后的安全运行，在集控中心设置视频监控及安防主 站系统，接收各风电场视频及安防系统上传的监控信息，视频及安防系统单独组织通讯通道。(8) 风电场至集控中心需提供独立的传输通道。通信系统方案的选取应根据风电场的实 际情况，充分利用

6、已有资源，对具备租用电信或电网通道条件的风电场，应首选租用通道。 被控风电场离集控中心较近或不具备租用条件的风电场可敷设自有专用光纤。通信系统主要 用于传输各风电场至集控中心的专有业务，需具有极高的可靠性和较短的传输时延。集中监控中心“四遥”信息的内容根据风电场建设的特点，本文列出集控中心所需的风电场及升压站部分“四遥”信息的内容，见表1、表 2、表 3。视频及安防系统监控信号需根据风电场具体情况单独讨论。表1模拟蚩信号表序号；设备名称采集量遥测信号笛注122V/-10(661kV?VS二相电氐、三相电圧三根电涂.相电云.二栢 有切功率.三相无功功奉=相电浇.单柘电圧.=根 有功功率.三相无功

7、功產根枢希娶可合加上 功、无功电能235I lO)kV线路三相电流、三相电伍三相电流.单相电三相 有力功聿、三相无妙功审三相电流.单栢电压.三相 有功功率.三相无功功库根扼祷要可合加右 功.无功电徒310kV22GKV 悸线三相电压三WfeS.拔峑三相电压.频牢4召线绝缘监测三相电压三粗电压、三相电圧.5110 ( 66 ) kV22CkV 切 联/分较断跳器三相电流三相电流三相电潼635( 10)kVQR /分段 斷路嘉三相电流三相电流三相电液7三绕组主变正备各健=相电济.各側 三相电玉.共用绕组 三相电流.绕铠温 度.油泾各側单相电洗.髙圧惩双向三 相令功功丰.中压测双向三 怕齊功功車.低

8、压倒双向三 相有功功率.高压侧双向三 相无功功率.中圧滴双向三 伯无功力车.低压制双向三 伯无功功率.公共绕组电流各侧单相电流.髙11侧双向 三相有坊妙仪中压测双向 =相有功功率.ftJTWXS向 三相有於必率.蔑压1双向 三相无功坊率.中压测刃向 三相牙功功率.假斥侧恐向: -流.绕绘洱度.浊温桶療5?要可g加右 勿/无功电能 绕绘盘度和油温为8双绕绘主变圧毎三相电圧.绕组温 度.油诅两恻单相电洗、&医侧三相 有功功率.高压侧三相无功 功率两個剽目电流、蔑压侧三榨 有功功率.高圧侧三組无功根拒M要可宅加有 功/无功电能量绕堆泯度和沖涅为910(35)kV SVG 回路三相电渝双向无功力生双向

9、无才功率1010 3S I kV并京电容器三相电流三相电溉.单句无功功率三相电流.单向无功功舉11姑用安圧務任压便三相电流. 380V线电EUA侧三怕包追.38W3EM任压僦三相乜诜.38OV线 电压1P38OV分段遂相电淪卑相电涂单相电3613直涂系统特电池进线正反向 克流.監电池电压. 充电（浮充电）器进 线电涂和电圧.直逬 母线电玉.SiJtS统 正対地屯圧酉流系 统负对地电圧直诜母线电反直淤母线电圧15旅采样或羟遇信 接口输入14UPSS 统母线电五和频率.15 SSj岀电涂.旁鉛 瀚出电洸15流采样或绘诒佶 樓口谕入15风电机第风电初组出口三相 电压、三相电流、频 率.丰电气子 转逵

10、.发电VI温復.风寇，风向.叶轮转 玉.偏垦续统.尊）风电机组三相有功功率.三 相无功功率风电机组出三相电压、三 相电流.频率.三相有菇功 率.三相无功功率.非电气 矍（苗子持適发电机温度. 风连.风向.叶轮转速.偵 航疾统.等）根垂M要可0加衣 功/无功电繼量16A3tKS骑伍侧单相电滾、三 相电压.温度信号Sffiffij单相电流三相电伍. 溟笈倍号逹:本表曲列馆码为這方磁G心所=偌碍可miKXWR体情况进行fiBM哎合幷表2主要幵关童输入售号表序号沒爸名称锻入仁号iS侣依专益注1l10(66)kV-22CkVTg跳合傅位置SOE信号2IO (35) KVlUBSfif妙古位宣soEfa

11、号3H0(66)kV-22O汐琅誘开关开合位童410 (35 kV CTIW/T X幵合(i童5M0(66)kV-220kV 接塩幵关开合位610 (33 )2揍迪开关幵合位7站用旻低压惻断路器瞇舍闸位畫S06信号8380/分段莎WWR誌合闸KTESOE佚舄9淋防水談电动机断骼闵跳合闸位SOE信号10頁渣兰回路断鯛戯含僻位置11UPS主回路防路骼12主取G性点幫丧开关开合位童13并联笔容爲接甥开关开合位賈14SVG琨叢幵关开合位置15主变有我调区开关分接头代比非电佑号16主娈压崔本体瓦斯侶号.油位佶号17斷烙器就地/远方薛换开关就地/远方转涣开关钳胃18升圧站事故事故总信号.S0E信号19审含

12、1 宙动作SOE信号20主保护动住SOEfg 号21后备保护般SOEfg 号22保护蔽置貝用23控刮E1绪舁淋24断路Si從作机构异常25/体没存昇帛26言询衣St异當27消偎线88动作28任电殂柜异常29百流茂统亓姦30BS茨统舁常31通氓血漓冃倉32消防及安全防护靛JI动住33從电机俎出口 OS跳含硕位賈康动监测筱位发电机异篦通讯异常系统片猱34範式变圧欝断路蛊/复合开关位!H油位禺低信号瓦斯信号拓任E室门开舍信号住:本余所列佶号为8方療柠取心所耳借号.可根扬二程貝体慣况3?7sa合并：序号史荃苦曲啊出忙弓齐卉票担申心遍吃佶岳1噺路器执闻色便竝廊合闻9唱动隔嵐拜苓VW 昔间跖溟阑辅帧合闻3

13、电就摂tty?其断.吉IH防觀胛報乳合用4帖用电诵断酪器利司合匣融闸音汛5消R5*乱断齊辭腳礼台用财i合闻6靈远幷强基的电动机断路龍VI闻合低财音何T主寒i*哄即叢畫曰罰幵聲Btffi.佥国K4J合備0主莊習載谓压彷捲吴升.陆1升，g善冲自动装賣和耐罢Hfit ifl扭.iE10年动Silft幵关悌地开茉芮逞闭铃11离预咬垸皓机启动启动12帰护芸*昱旧复归13凤电机爼启机.停机.沁诵航訣fkL复也融14辅式娈1曇師诰寤孰圖会匣嘶音凰佐:冷氐圻刘悄t为诅方质憧由心呼霜17吕，可根加T用具体悄说世计皓战宅冷并、结论与建议随着风电场开发和管理的深入，“无人值班，少人值守”风电场和集控中心的建设将 成

14、为风电场运管的必然方向。本文讨论了风电场远程集控中心的网络组织结构，并对“四遥” 信息的基本内容做了总结。同时对“无人值班，少人值守”风电场和集控中心的建设提出一 些建议：(1) 风电场的技术和设备选择应遵循“安全、高效、环保”原则，优先采用技术成熟、 结构简单、自动化程度高、少维护的高可靠性产品。(2) 通信配置应能支撑继电保护、自动化、防误闭锁、安防、视频、保护管理子站、电 能量采集、风功率预测、有功功率控制、无功电压调节等系统对通信系统的需求。有条件的 风电场至集控中心的通信宜配置双通道。(3) 远程集控中心需监控多个风电场，而一些早期开发的风电场采用进口机组且各厂家 的风电机组监控系统通信规约不尽相同，需建立一套统一的开放式的风电机组监控系统通讯 标准。(作者单位：龙源(北京)风电工程设计咨询有限公司)原标题:“无人值班，少人值守”风电场及其集控中心的设计思考