專利名稱：用于多風電場并網(wǎng)的信息采集方法、調(diào)度方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多風電場并網(wǎng)的信息采集方法、調(diào)度方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，美國、歐洲、日本以及中國等各國競相加大對可再生能源的利用，尤其是風能資源，這引起風電場的數(shù)量急劇增長，使風電場的有功出力在電力系統(tǒng)的電源中占有越來越重的比例。風電有功功率的波動對電網(wǎng)調(diào)度的運行與決策具有重要意義，其中全面的、實時的風電場信息與可靠的通信通道是保證電網(wǎng)調(diào)度指令可靠、安全與準確的重要基礎和前提。然而目前電網(wǎng)調(diào)度中心僅能獲取風電場的有功、無功、電壓和電流等電氣量和開關(guān)狀態(tài)等狀態(tài)量信息，實際風電并網(wǎng)有功功率的變動除了受到風速的影響，還與設備檢修與故障等于原因相關(guān)，因此，單純的風電并網(wǎng)有功功率波動不能提供調(diào)度中心所需的預測信息與風速波動規(guī)律，需要全面的、詳細的、實時的風電場信息為電網(wǎng)調(diào)度中心的運行與決·策提供可靠的依據(jù)。目前的風機信息采集后直接傳輸至調(diào)度中心，由于各風電場由多臺風電機組成，所以隨著并網(wǎng)風電場的數(shù)量逐漸增多，會造成調(diào)度中心接收的風電機組信息數(shù)據(jù)過于龐大，并且所傳輸?shù)娘L電機組信息并不能滿足調(diào)度中心有功和無功控制決策的需求。目前風電場信息與調(diào)度信息通過光纖通信通道進行交互。由于風電場的數(shù)量日益增多且在地理分布上具有分散性特點，因此，所有風電場都鋪設光纖到調(diào)度中心的通信通道建設方案具有難度大、投資高和擴展性差等缺點，同時，風電場數(shù)據(jù)直接上傳至調(diào)度中心的方案會導致通信通道需要傳輸海量的信息到調(diào)度中心，將無法滿足分布式風電接入系統(tǒng)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)量傳輸需求。專利文獻號為CN101498927A的中國專利“風電場群中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)”，公開了一種基于地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)所構(gòu)建的風電場群中央監(jiān)控系統(tǒng)，是通過將各主要功能模塊集成在中央監(jiān)控平臺上實現(xiàn)各項監(jiān)控功能。專利文獻號為CN201369575Y的中國專利“一種風電調(diào)度決策支持裝置”，公開了一種風電調(diào)度決策支持裝置，是利用網(wǎng)絡實時采集風電場的相關(guān)數(shù)據(jù)，并存入EMS數(shù)據(jù)服務器、風電監(jiān)測數(shù)據(jù)服務器、氣象數(shù)據(jù)服務器、調(diào)度決策服務器，進而計算電網(wǎng)的調(diào)峰方案，以此確定各個風電場的風電機組的運行狀態(tài)和上網(wǎng)功率。以上專利文獻雖然可以保證所傳輸?shù)乃酗L電場系統(tǒng)的信息完整性，但均未考慮當大量風電場并網(wǎng)與調(diào)度中心進行通信時，大量的數(shù)據(jù)傳輸會造成通信過程中數(shù)據(jù)傳輸效率較低，另外，還會導致調(diào)度中心信息處理量過大，提高了調(diào)度中心的運算量和運算復雜度。另外，傳統(tǒng)方式采用光纖技術(shù)建立風電場與調(diào)度中心的通信通道，對于每個風電場均需要與調(diào)度中心建立一條光纖通信通道，從而使得通信通道的建設成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，現(xiàn)有技術(shù)在為了保證傳輸所有風電場系統(tǒng)的信息完整性，而風電場側(cè)與調(diào)度中心數(shù)據(jù)傳輸量過大，導致數(shù)據(jù)傳輸效率較低，且使得調(diào)度中心的運算量較大和運算復雜性較高，系統(tǒng)建設成本較高，從而提出一種保證傳輸所有風電場系統(tǒng)的信息完整性的同時，能夠降低并網(wǎng)后的風電場與調(diào)度中心數(shù)據(jù)傳輸量，減少調(diào)度中心的運算量和降低調(diào)度中心運算復雜度的，建設成本較低的用于多風電場并網(wǎng)的調(diào)度方法和系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于多風電場并網(wǎng)的信息采集方法，包括步驟I :通過風電場監(jiān)控系統(tǒng)接收由若干個信息采集終端設備發(fā)送來的風電機組信息，并整合為風電場信息后發(fā)送至變電站；步驟2 :通過所述變電站對接收到的所述風電場信息進行匯總和處理，得到變電站數(shù)據(jù)信息，并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至調(diào)度中心。上述的信息采集方法，所述風電場信息包括風電場有功功率信息，風電場有功功率上限信息和風電場有功功率下限信息，風電場預測有功功率信息，和風電場無功補償容·量信息；所述變電站數(shù)據(jù)信息包括變電站有功功率信息、變電站有功功率上限信息、變電站有功功率下限信息、變電站預測有功功率信息、和變電站無功補償容量信息；其中，所述變電站有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的各所述風電場有功功率之和；所述變電站有功功率上限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場有功功率上限之和；所述變電站有功功率下限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的風電場有功功率下限之和；所述變電站預測有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場預測有功功率之和；所述變電站無功補償容量為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場無功補償容量之和。本發(fā)明又提出了一種用于多風電場并網(wǎng)的調(diào)度方法，其中，包括步驟I :通過風電場監(jiān)控系統(tǒng)接收由若干個信息采集終端設備發(fā)送來的風電機組信息，并整合為風電場信息后發(fā)送至變電站；步驟2 :通過所述變電站對接收到的所述風電場信息進行匯總和處理，得到變電站數(shù)據(jù)信息，并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至調(diào)度中心；步驟3 :通過所述調(diào)度中心根據(jù)接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送第一調(diào)度指令到變電站；步驟4 :通過所述變電站對接收到的所述第一調(diào)度指令進行處理，并發(fā)送第二調(diào)度指令到相應的所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)，從而控制對風電場的運行進行控制。上述的調(diào)度方法，所述風電場信息包括風電場有功功率信息，風電場有功功率上限信息和風電場有功功率下限信息，風電場預測有功功率信息，和風電場無功補償容量信息；所述變電站數(shù)據(jù)信息包括變電站有功功率信息、變電站有功功率上限信息、變電站有功功率下限信息、變電站預測有功功率信息、和變電站無功補償容量信息；其中，所述變電站有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的各所述風電場有功功率之和；所述變電站有功功率上限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場有功功率上限之和；所述變電站有功功率下限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的風電場有功功率下限之和；所述變電站預測有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場預測有功功率之和；所述變電站無功補償容量為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場無功補償容量之和；所述調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)有功功率調(diào)節(jié)總量，生成第一調(diào)度指令，從而對各變電站的有功功率進行分配；所述變電站基于所述調(diào)度中心所分配的變電站的有功功率，生成所述第二調(diào)度指令，從而對與其相關(guān)聯(lián)各個風電場的有功功率進行分配。本發(fā)明還提出了一種用于多風電場并網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)，其中，包括至少一個調(diào)度中心，若干個所述變電站；若干個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)；若干個風電場的信息采集終端設備；其中，每個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)與同一風電場的若干個所述信息采集終端設備進行通信；每個所述變電站與若干個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)進行通信，而每個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)與一個所述變電站進行通信；每個所述調(diào)度中心與若干個所述變電站進行通信，而每個所述變電站與一個所述調(diào)度中心進行通信；其中，所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)接收由若干個信息采集終端設備發(fā)送來的風電機組信息，并整合為風電場信息后發(fā)送至所述變電站；所述變電站對所述風電場信息進行匯總和處理得到變電站數(shù)據(jù)信息，并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至所述調(diào)度中心；所述調(diào)度中心根據(jù)接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送第一調(diào)度指令到變電站，所述變電站對所述第一調(diào)度指令進行處理，并發(fā)送第二調(diào)度指令到相應的所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)，從而控制對風電場的運行進行控制。 上述的調(diào)度系統(tǒng)，其中，所述風電場信息包括風電場有功功率信息，風電場有功功率上限信息和風電場有功功率下限信息，風電場預測有功功率信息，和風電場無功補償容量信息；所述變電站數(shù)據(jù)信息包括變電站有功功率信息、變電站有功功率上限信息、變電站有功功率下限信息、變電站預測有功功率信息、和變電站無功補償容量信息；其中，所述變電站有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的各所述風電場有功功率之和；所述變電站有功功率上限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場有功功率上限之和；所述變電站有功功率下限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的風電場有功功率下限之和；所述變電站預測有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場預測有功功率之和；所述變電站無功補償容量為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場無功補償容量之和；所述調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)有功功率調(diào)節(jié)總量，生成第一調(diào)度指令，對各變電站的有功功率進行分配；所述變電站基于所述調(diào)度中心所分配的變電站的有功功率，對與其相關(guān)聯(lián)各個風電場的有功功率進行分配。上述的調(diào)度系統(tǒng)，其中，所述變電站通過3G通信通道與所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)進行通信。上述的調(diào)度系統(tǒng)，所述調(diào)度中心通過光纖與所述變電站進行通信。上述的調(diào)度系統(tǒng)，所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)通過內(nèi)部通信通道與所述信息采集設備進行通信，通過遙信、遙測命令收集各種數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息儲存在系統(tǒng)服務器中以便于查詢和使用。上述的調(diào)度系統(tǒng)，還包括變電站服務器，用于存儲所述變電站處理得到的所述變電站數(shù)據(jù)信息；以及調(diào)度中心服務器，用于存儲所述調(diào)度中心接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信
肩、O上述的調(diào)度系統(tǒng)，其中，所述信息采集終端設備包括氣象信息采集終端，用于采集氣象信息；電氣量采集終端，用于采集風電場電力網(wǎng)絡的電氣量信息；開關(guān)量采集終端，用于采集開關(guān)量信息；設備狀態(tài)信息采集終端，用于采集設備狀態(tài)信息；報警信息采集終端，用于采集報警信息；圖像信息采集終端，用于采集圖像信息；和主控系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)控終端，用于采集主控系統(tǒng)參數(shù)。
本發(fā)明的信息采集方法、調(diào)度方法和系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下技術(shù)效果I.對于傳統(tǒng)的信息采集方法，在大量風電場采用分布式形式接入電網(wǎng)之后，調(diào)度中心需要處理更多的信息以及更多的決策變量，使得調(diào)度中心主站的算法與運算壓力不斷增大。本發(fā)明的所述信息采集方法，其中，通過風電場監(jiān)控系統(tǒng)接收由若干個信息采集終端設備發(fā)送來的風電場信息，并將所述風電場信息發(fā)送至變電站；通過所述變電站對接收到的所述風電場信息進行匯總和處理，得到變電站數(shù)據(jù)信息，并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至調(diào)度中心；以上步驟增加了通過變電站對大量風電場信息進行預處理，得到關(guān)于變電站的數(shù)據(jù)信息，然后再將該數(shù)據(jù)信息發(fā)送給調(diào)度中心，保證了傳輸所有風電場系統(tǒng)的信息完整性的同時，一方面可以減少調(diào)度中心的信息接收量從而減少降低數(shù)據(jù)傳輸量提高數(shù)據(jù)傳輸效率，另一方面又顯著降低了調(diào)度中心的運算量與運算復雜度。2.本發(fā)明的調(diào)度方法和系統(tǒng)，其中，通過所述變電站對接收到的所述第一調(diào)度指令進行處理，并發(fā)送第二調(diào)度指令到相應的所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)，從而控制對風電場的運行進行控制。在這種設計調(diào)度中心只發(fā)送指針其下級的變電站進行指令，相對于現(xiàn)有技術(shù) 中調(diào)度中心需要下發(fā)針對大量風電場監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度指令而言，調(diào)度中心的信息處理壓力得到了大大的減輕。3.通常情況下風電場監(jiān)控系統(tǒng)和變電站均處于風電場側(cè)，距離調(diào)度中心較遠，當采用一個調(diào)度中心對大量的風電場監(jiān)控系統(tǒng)和變電站進行管理和調(diào)度時，變電站與調(diào)度中心間采用光纖的方式進行通信，可以大大提高通信效率，提高信息采集和調(diào)度的實時性。另外，傳統(tǒng)的方式采用光纖技術(shù)建立風電場與調(diào)度中心的通信通道，對于每個風電場均需要與調(diào)度中心建立一條光纖通信通道，而通信通道的建設將會造成資源浪費。本發(fā)明只采用一條光纖通信通道，可以大大地節(jié)省通信成本。4.通常情況下風電場監(jiān)控系統(tǒng)和變電站均處于風電場側(cè)，而兩者相距不遠，因而，通過3G通信通道實現(xiàn)兩者間的數(shù)據(jù)傳輸，相對于采用光纖通信而言可以大大減低了通信成本。下面結(jié)合說明書附圖
對本發(fā)明的技術(shù)方案再進一步地闡述，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。圖I為多風電場并網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖；圖2為風電場調(diào)度系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖。其中，I為風電場監(jiān)控系統(tǒng)，2為3G通信通道，3為變電站，4為光纖通信通道，5為調(diào)度中心，6為風電場內(nèi)部通信通道，7為氣象信息采集終端，8為電氣量采集終端，9為開關(guān)量采集終端，10為設備狀態(tài)信息采集終端，11為報警信息采集終端，12為圖像信息采集終端，13為主控系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)控終端。
具體實施例方式實施例I如圖I所示的用于多個風電場并網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)包括調(diào)度中心5、變電站3、風電場監(jiān)控系統(tǒng)I以及風電場的各種信息采集終端設備。所述調(diào)度中心5通過光纖通信通道4與多個變電站3相互通信。單個變電站3通過3G通信通道2與多個風電場監(jiān)控系統(tǒng)I相互通信。對于某一個風電場監(jiān)控系統(tǒng)I來說，它僅屬于唯一的一個變電站3。所述調(diào)度中心5通過光纖通信通道4與變電站3進行通信，用于接收變電站上傳的、處理后的多個風電場信息，并下送調(diào)度命令到變電站3。所述變電站3通過3G通信通道2與該區(qū)域的多個風電場監(jiān)控系統(tǒng)I進行通信，用于接收風電場發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息，對大量風電場數(shù)據(jù)信息進行匯總和處理，并通過優(yōu)選為光纖通信通道3的通信方式將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至調(diào)度中心5 ;所述變電站3接收調(diào)度中心5的調(diào)度指令，將調(diào)度指令下發(fā)給各個風電場監(jiān)控系統(tǒng)I。所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I通過優(yōu)選為3G通信通道2的通信方式與相應的變電站3互相通信，用于發(fā)送風電場的數(shù)據(jù)信息到變電站3，并接收從變電站3發(fā)送的調(diào)度指令，且根據(jù)調(diào)度指令調(diào)整風電場的運行方式；所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I通過風電場內(nèi)部通信通道6與各種信息采集終端設備通信，通過遙信、遙測命令收集信息采集終端設備的各種數(shù)據(jù)信息。
如圖2所示，所述風電場的各種信息采集終端設備主要包括氣象信息采集終端7、電氣量采集終端8、開關(guān)量采集終端9、設備狀態(tài)信息采集終端10、報警信息采集終端11、圖像信息采集終端12和主控系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)控終端13 ;所述風電場的各種信息采集終端設備通過風電場內(nèi)部通信通道6將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至風電場監(jiān)控系統(tǒng)I。同一區(qū)域的多個風電場監(jiān)控系統(tǒng)I將其收集到的數(shù)據(jù)信息通過3G通信通道2上傳至該地區(qū)的變電站3并進行初步地處理和分析。處理后的數(shù)據(jù)信息通過光纖通信通道4上傳至調(diào)度中心5。調(diào)度中心5下發(fā)的調(diào)度指令首先通過光纖通信通道4發(fā)送至變電站3。變電站3對調(diào)度指令進行處理，并通過3G通信通道2分發(fā)給相應的風電場監(jiān)控系統(tǒng)1，完成相應的調(diào)度操作。本實施例的工作過程如下所述下面以上傳多個風電場的氣象數(shù)據(jù)信息到調(diào)度中心的過程為例，對本發(fā)明做進一步說明。首先，氣象信息采集終端7將采集到的氣象數(shù)據(jù)信息通過風電場內(nèi)部通信通道6上傳至風電場監(jiān)控系統(tǒng)I ;風電場監(jiān)控系統(tǒng)I將氣象數(shù)據(jù)信息存入其系統(tǒng)服務器。然后，同一地區(qū)多個風電場的監(jiān)控系統(tǒng)通過優(yōu)選為3G通信通道的通信方式將氣象數(shù)據(jù)信息上傳到該風電場群所在地區(qū)的變電站3 ;變電站3對所有風電場上傳來的氣象數(shù)據(jù)信息進行匯總和處理，并將處理后的數(shù)據(jù)信息存入其系統(tǒng)服務器。最后，變電站3將處理后的氣象數(shù)據(jù)信息通過優(yōu)選為光纖通信通道4的通信方式上傳至調(diào)度中心5 ;調(diào)度中心5對氣象數(shù)據(jù)信息進行分析，為調(diào)度與運行提供參考資料，并將接收的氣象數(shù)據(jù)信息存入其系統(tǒng)服務器，至此完成了多個風電場氣象數(shù)據(jù)信息的上傳。下面以調(diào)度中心下發(fā)調(diào)度指令的過程為例，對本發(fā)明做進一步說明。首先，調(diào)度中心的工作人員根據(jù)調(diào)度中心5提供的各種數(shù)據(jù)信息發(fā)出調(diào)度指令，調(diào)整某一風電場的運行方式；調(diào)度指令通過優(yōu)選為光纖通信通道的通信方式下發(fā)到相應的變電站3。然后，變電站根據(jù)調(diào)度指令的對象和優(yōu)選級進行處理，通過優(yōu)選為3G通信通道2的通信方式發(fā)送到相應的風電場監(jiān)控系統(tǒng)。最后，風電場相關(guān)設備在監(jiān)控系統(tǒng)的控制作用下響應調(diào)度指令并改變運行方式，至此調(diào)度操作完成。所述信息采集終端設備優(yōu)選為包括氣象信息采集終端，用于采集氣象信息；電氣量采集終端，用于采集風電場電力網(wǎng)絡的電氣量信息；開關(guān)量采集終端，用于采集開關(guān)量信息；設備狀態(tài)信息采集終端，用于采集設備狀態(tài)信息；報警信息采集終端，用于采集報警信息；圖像信息采集終端，用于采集圖像信息；和主控系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)控終端，用于采集主控系統(tǒng)參數(shù)。上述氣象信息可以包括風速、風向、溫度、濕度、雨量和氣壓，除了上述氣象信息還可以上傳包括風電場電力網(wǎng)絡的電氣量信息、開關(guān)量信息、設備狀態(tài)信息、報警信息、圖像信息和主控系統(tǒng)參數(shù)信息的一種或幾種。本實施例的調(diào)度方法和系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術(shù)增加了通過變電站對大量風電場信息進行預處理，得到關(guān)于變電站的數(shù)據(jù)信息，然后再將該數(shù)據(jù)信息發(fā)送給調(diào)度中心，一方面可以減少調(diào)度中心的信息接收量從而減少降低數(shù)據(jù)傳輸量提高數(shù)據(jù)傳輸效率，另一方面又顯著降低了調(diào)度中心的運算量與運算復雜度。實施例2
如圖I所示的用于多風電場并網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)，包括一個調(diào)度中心5，若干個所述變電站3 ;若干個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I ;若干個風電場的信息采集終端設備；其中，每個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I與同一風電場的若干個所述信息采集終端設備進行通信；每個所述變電站3與若干個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I進行通信，而每個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I與一個所述變電站3進行通信；所述調(diào)度中心5與若干個所述變電站3進行通信。所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I接收由若干個所述信息采集終端設備發(fā)送來的風電機組信息，并整合為風電場信息后發(fā)送至變電站3 ;所述風電場信息優(yōu)選為包括風電場有功功率信息，風電場有功功率上限信息和風電場有功功率下限信息，風電場預測有功功率信息，和風電場無功補償容量信息；所述變電站3對所述風電場信息進行匯總和處理得到相應的變電站數(shù)據(jù)信息，其中，所述變電站數(shù)據(jù)信息包括變電站有功功率信息、變電站有功功率上限信息、變電站有功功率下限信息、變電站預測有功功率信息、和變電站無功補償容量信息；所述變電站有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的各所述風電場有功功率之和；所述變電站有功功率上限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場有功功率上限之和；所述變電站有功功率下限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的風電場有功功率下限之和；所述變電站預測有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場預測有功功率之和；所述變電站無功補償容量為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場無功補償容量之和。即風電場有功功率pf_=Σ Pi,其中，Ptom為風電場有功功率，Pi為第i臺機組有功功率，i為風電場機組臺數(shù)。風電場有功功率上限和風電場有功功率下限分別為PfOT，MX和PfOT，min ；風電場預測有功功率為
* Pfarm, for 風電場無功補償容量為qfa 。變電站有功功率為Psub = Σ Ptom,」，其中Pfmi,」為第j個風電場有功功率。變電站有功功率上限和變電站有功功率下限分別為Psub, max- Σ Pfarm, max, j 和 Psub, max- Σ Pfarm, min, j ;變電站預測有功功率為
Psub, for ^ Pfarm, for, j 變電站無功補償容量為qsub= Σ qfarm；Jo并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至所述調(diào)度中心5 ;所述調(diào)度中心5根據(jù)接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送第一調(diào)度指令到變電站3，所述變電站3對所述第一調(diào)度指令進行處理，并發(fā)送第二調(diào)度指令到相應的所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)1，從而控制對風電場的運行進行控制，即通過調(diào)度中心5進行有功和無功的控制。其中，調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)有功功率調(diào)節(jié)總量，生成所述第一調(diào)度指令，從而對各變電站的有功功率進行分配。有功功率分配算法具體為如下所述Δ Psub, j =Δ P/ Σ Psub, j其中，Λ P為全網(wǎng)有功功率調(diào)節(jié)量，Λ Psub, i為變電站j有功功率值。變電站基于調(diào)度中心所分配的變電站的有功功率，生成所述第二調(diào)度指令，對與其相關(guān)聯(lián)的各個風電場的有功功率進行分配。有功功率分配算法具體為如下所述 Δ Pfarm, i= Δ Psub/ Σ Pfarm, i·
其中，Apsub為變電站有功功率調(diào)節(jié)量，pfarm；i為第i個風電場實際有功功率值。在本實施例中，調(diào)度中心5只會得到下屬各變電站3自身的調(diào)度工作所需信息，并不接收變電站3下級的來自于風電場監(jiān)控系統(tǒng)的與風電場調(diào)度相關(guān)信息，也不接收風電場下級的風電機組信息。所述分布式調(diào)采集系統(tǒng)既保證了所有風電場系統(tǒng)的信息完整性，同時兼顧了調(diào)度中心的信息處理復雜度問題。按照傳統(tǒng)的集中調(diào)度模式，在大量風電場采用分布式形式接入電網(wǎng)之后，調(diào)度中心需要處理更多的信息以及更多的決策變量，使得調(diào)度中心主站的算法與運算壓力不斷增大。所述調(diào)度采集系統(tǒng)利用所述變電站對大量的風電場信息進行預處理，再將預處理過后的信息提供至調(diào)度中心主站，顯著降低了調(diào)度中心主站的運算量與運算復雜度。作為可變換的一種實施方式所述變電站優(yōu)選為通過3G通信通道2與所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I進行通信；所述調(diào)度中心5優(yōu)選通過光纖通信通道4與所述變電站3進行通信。所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)I通過內(nèi)部通信通道與所述信息采集設備進行通信，通過遙信、遙測命令收集各種數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息儲存在系統(tǒng)服務器中以便于查詢和使用。作為另一種可變實施方式，本系統(tǒng)還可以包括變電站服務器，用于存儲所述變電站處理得到的所述變電站數(shù)據(jù)信息；以及調(diào)度中心服務器，用于存儲所述調(diào)度中心接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信息。如圖2所示，所述信息采集終端設備優(yōu)選為包括氣象信息采集終端7，用于采集氣象信息；電氣量采集終端8，用于采集風電場電力網(wǎng)絡的電氣量信息；開關(guān)量采集終端9，用于采集開關(guān)量信息；設備狀態(tài)信息采集終端10，用于采集設備狀態(tài)信息；報警信息采集終端11，用于采集報警信息；圖像信息采集終端12，用于采集圖像信息；和主控系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)控終端13，用于采集主控系統(tǒng)參數(shù)。上述實施例中，在調(diào)度中心與風電場監(jiān)控系統(tǒng)間僅僅設有一級變電站，而本發(fā)明還可以根據(jù)風電場監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)量、有功和無功功率上限和下限、以及變電站的有功和無功功率上限和下限來確定變電站的數(shù)量，然而隨著同一級變電站數(shù)量的增加，其與調(diào)度中心進行直接通信的數(shù)據(jù)量將隨之增大，為了提高傳輸效率，以及減少調(diào)度中心信息處理量，本發(fā)明還可以擴展為在調(diào)度中心和風電場監(jiān)控系統(tǒng)間設置多級變電站的架構(gòu)，并基于本發(fā)明上述的信息采集方法，和調(diào)度方法相同原則前提下，進行相應信息采集工作和調(diào)度工作。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需 要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于多風電場并網(wǎng)的信息采集方法，其特征在于包括 步驟I:通過風電場監(jiān)控系統(tǒng)接收由若干個信息采集終端設備發(fā)送來的風電機組信息，并整合為風電場信息后發(fā)送至變電站； 步驟2 :通過所述變電站對接收到的所述風電場信息進行匯總和處理，得到變電站數(shù)據(jù)信息，并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至調(diào)度中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信息采集方法，其特征在于 所述風電場信息包括風電場有功功率信息，風電場有功功率上限信息和風電場有功功率下限信息，風電場預測有功功率信息，和風電場無功補償容量信息； 所述變電站數(shù)據(jù)信息包括變電站有功功率信息、變電站有功功率上限信息、變電站有功功率下限信息、變電站預測有功功率信息、和變電站無功補償容量信息； 其中，所述變電站有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的各所述風電場有功功率之和；所述變電站有功功率上限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場有功功率上限之和；所述變電站有功功率下限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的風電場有功功率下限之和；所述變電站預測有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場預測有功功率之和；所述變電站無功補償容量為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場無功補償容量之和。
3.一種用于多風電場并網(wǎng)的調(diào)度方法，其特征在于包括 步驟I :通過風電場監(jiān)控系統(tǒng)接收由若干個信息采集終端設備發(fā)送來的風電機組信息，并整合為風電場信息后發(fā)送至變電站； 步驟2 :通過所述變電站對接收到的所述風電場信息進行匯總和處理，得到變電站數(shù)據(jù)信息，并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至調(diào)度中心； 步驟3 :通過所述調(diào)度中心根據(jù)接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送第一調(diào)度指令到變電站； 步驟4 :通過所述變電站對接收到的所述第一調(diào)度指令進行處理，并發(fā)送第二調(diào)度指令到相應的所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)，從而控制對風電場的運行進行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)度方法，其特征在于 所述風電場信息包括風電場有功功率信息，風電場有功功率上限信息和風電場有功功率下限信息，風電場預測有功功率信息，和風電場無功補償容量信息； 所述變電站數(shù)據(jù)信息包括變電站有功功率信息、變電站有功功率上限信息、變電站有功功率下限信息、變電站預測有功功率信息、和變電站無功補償容量信息； 其中，所述變電站有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的各所述風電場有功功率之和；所述變電站有功功率上限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場有功功率上限之和；所述變電站有功功率下限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的風電場有功功率下限之和；所述變電站預測有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場預測有功功率之和；所述變電站無功補償容量為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場無功補償容量之和； 所述調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)有功功率調(diào)節(jié)總量，生成所述第一調(diào)度指令，從而對各變電站的有功功率進行分配； 所述變電站基于所述調(diào)度中心所分配的變電站的有功功率，生成所述第二調(diào)度指令，從而對與其相關(guān)聯(lián)各個風電場的有功功率進行分配。
5.一種用于多風電場并網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于包括 至少一個調(diào)度中心， 若干個所述變電站； 若干個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)； 若干個風電場的信息采集終端設備； 其中，每個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)與同一風電場的若干個所述信息采集終端設備進行通 目; 每個所述變電站與若干個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)進行通信，而每個所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)與一個所述變電站進行通信； 每個所述調(diào)度中心與若干個所述變電站進行通信，而每個所述變電站與一個所述調(diào)度中心進行通信； 其中，所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)接收由若干個信息采集終端設備發(fā)送來的風電機組信息，并整合為風電場信息后發(fā)送至所述變電站；所述變電站對所述風電場信息進行匯總和處理得到變電站數(shù)據(jù)信息，并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至所述調(diào)度中心；所述調(diào)度中心根據(jù)接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送第一調(diào)度指令到變電站，所述變電站對所述第一調(diào)度指令進行處理，并發(fā)送第二調(diào)度指令到相應的所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)，從而控制對風電場的運行進行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于 所述風電場信息包括風電場有功功率信息，風電場有功功率上限信息和風電場有功功率下限信息，風電場預測有功功率信息，和風電場無功補償容量信息； 所述變電站數(shù)據(jù)信息包括變電站有功功率信息、變電站有功功率上限信息、變電站有功功率下限信息、變電站預測有功功率信息、和變電站無功補償容量信息； 其中，所述變電站有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的各所述風電場有功功率之和；所述變電站有功功率上限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場有功功率上限之和；所述變電站有功功率下限為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的風電場有功功率下限之和；所述變電站預測有功功率為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場預測有功功率之和；所述變電站無功補償容量為與該變電站相關(guān)聯(lián)的風電場的所述風電場無功補償容量之和； 所述調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)有功功率調(diào)節(jié)總量，生成第一調(diào)度指令，對各變電站的有功功率進行分配； 所述變電站基于所述調(diào)度中心所分配的變電站的有功功率，對與其相關(guān)聯(lián)各個風電場的有功功率進行分配。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于 所述變電站通過3G通信通道與所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)進行通信；以及 所述調(diào)度中心通過光纖與所述變電站進行通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于 所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)通過內(nèi)部通信通道與所述信息采集設備進行通信，通過遙信、遙測命令收集各種數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息儲存在系統(tǒng)服務器中以便于查詢和使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于還包括變電站服務器，用于存儲所述變電站處理得到的所述變電站數(shù)據(jù)信息；以及調(diào)度中心服務器，用于存儲所述調(diào)度中心接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于所述信息采集終端設備包括氣象信息采集終端，用于采集氣象信息；電氣量采集終端，用于采集風電場電力網(wǎng)絡的電氣量信息；開關(guān)量采集終端，用于采集開關(guān)量信息；設備狀態(tài)信息采集終端，用于采集設備狀態(tài)信息；報警信息采集終端，用于采集報警信息；圖像信息采集終端，用于采集圖像信息；和主控系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)控終端，用于采集主控系統(tǒng)參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于多風電場并網(wǎng)的信息采集方法，包括步驟1通過風電場監(jiān)控系統(tǒng)接收由若干個信息采集終端設備發(fā)送來的風電場信息，并將所述風電場信息發(fā)送至變電站；步驟2通過所述變電站對接收到的所述風電場信息進行匯總和處理，得到變電站數(shù)據(jù)信息，并將所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送至調(diào)度中心；步驟3通過所述調(diào)度中心根據(jù)接收到的所述變電站數(shù)據(jù)信息發(fā)送第一調(diào)度指令到變電站；步驟4通過所述變電站對接收到的所述第一調(diào)度指令進行處理，并發(fā)送第二調(diào)度指令到相應的所述風電場監(jiān)控系統(tǒng)，從而控制對風電場的運行進行控制。本發(fā)明又提出了一種用于多風電場并網(wǎng)的調(diào)度方法和系統(tǒng)。
文檔編號H02J13/00GK102842916SQ20121032019
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者王金行, 趙生傳, 李文升, 于大洋, 王澤眾, 劉遠龍, 龔文杰 申請人:山東電力集團公司青島供電公司