2022年风电场AVC系统用户手册B .pdf
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1、风电场自动电压控制 (AVC)系统技术使用说明书(资料版本号: 3.2 )安徽立卓智能电网科技有限公司名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司LZ-AVC 6000 系统技术使用说明书编制:姚琦、陈超、计圣凯、张平刚、周峰、王雨*技术支持电话: (0551)3708709 传真: (0551)3708712 *版权所有:安徽立卓智能电网科技有限公司*注:本公司保留对说明书的修
2、改权,如有变动,恕不另行通知。产品与说明书不符之处,请以实际产品为准。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司重要提示感谢您使用安徽立卓智能电网科技有限公司的产品,为了安全、 正确、 高效的使用本装置,请您务必注意以下重要提示。1)本说明书仅适用于LZ-AVC 6000系列产品。2)请仔细阅读此说明书,并按照说明书的规定调整、测试和操作。如有随机资料,请以随机资料为准。3)为
3、防止装置损坏,严禁带电插拔装置各插件、拆卸工控装置、触摸印制电路板上的芯片和器件。4)请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。5)装置如出现异常或有所疑问,请及时与本公司技术部门联系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司目录前言 . 11 系统概述 . 21.1概述 . 21.2风电场一般概况. 21.3LZ-AVC 6000 系统说明 . 31.4LZ-AVC
4、6000 系统功能及特点. 41.4.1系统功能 . 41.4.2系统特点 . 51.5技术参数 . 61.5.1 应用的标准及规范. 61.5.2 一般工况 . 71.5.3 安装和存放条件. 71.5.4 供电电源 . 71.5.5 接地条件 . 71.5.6 抗干扰 . 81.5.7 绝缘性能 . 81.5.8 电磁兼容性 . 81.5.9 机械性能 . 81.6LZ-AVC 6000 系统性能指标. 82 装置原理 . 92.1自动电压控制(AVC )系统的实现原理. 92.2控制策略 . 10 2.3LZ-AVC 6000 系统的控制模式. 10 2.4LZ-AVC 6000 系统计
5、算模型. 11 2.4.1母线电压与风电场无功出力的关系. 11 2.4.2风电场无功出力计算. 11 2.5典型系统拓扑 . 12 2.6软件结构图 . 13 3 主程序说明 . 13 3.1进入系统 . 13 3.2运行主界面 . 13 3.2.1 用户登录 . 14 3.2.2 系统实时状态 . 15 3.2.3 系统参数设置 . 16 3.2.4 电压曲线设置 . 17 3.2.5 实时遥测报警 . 18 3.2.6 实时遥信报警 . 18 3.2.7 实时电压曲线 . 19 3.2.8 风机数据查询 . 19 3.2.9 历史遥测报警 . 20 3.2.10 历史遥信记录 . 20
6、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司3.2.11 历史无功曲线 . 21 3.2.12 调控指令日志 . 23 3.2.13 退出系统 . 23 4 中控单元 . 24 4.1AVC子站硬件简介 . 24 4.1.1 键盘与鼠标接口. 25 4.1.2 复位按钮( RESET). 25 4.1.3 电源输入及电源指示LED (PWRP1P2FAULT ). 26 4.1.
7、4 网络通讯 ACTLINK状态 . 26 4.1.5 串口通讯串口及其状态指示灯. 27 4.1.6 USB 接口 . 30 5 附注 . 30 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司前言安徽立卓智能电网科技有限公司是科技创新型智能电网技术应用企业,其前身为安徽新力电网技术发展有限责任公司AVC 项目部(初创于 2005 年)。为适应企业发展需要,2010年项目部按照现代
8、法人制度改制创建了安徽立卓智能电网科技有限公司,并独立运营。 公司依托于安徽省电力公司和安徽省电力科学研究院,与中国电科院、 内蒙电科院、 华东电科院、清华大学、 合肥工业大学、 河海大学等科研机构和高校展开各领域的紧密合作,同时和华北、华东、南方、河北、内蒙古等网、省电力公司以及各大发电企业建立了长期业务合作关系,形成了以市场需求为导向,自主创新为核心的研发体系。公司研发、 生产与智能电网技术相关的产品,涉及发电系统、输配电系统的设备集成、软硬件开发、制造与应用,以及相关的贸易和服务。公司秉承以人为本、科技创新、用户至上、追求卓越的企业理念,尽心尽力服务电业,持续为客户创造效益和进步,为电网
9、技术发展贡献力量。在新能源当中, 风力发电最具商业开发价值,我国蕴藏丰富的风力资源,广泛分布在新疆、甘肃、内蒙、河北和东南沿海等地区,近年来,我国风电发展速度越来越快,随着风电场容量越来越大, 对电力系统的影响也越来越明显,风电的随机性使风电场输入系统的有功功率不易控制, 相应地风电场吸收的无功功率也处在变化当中,在系统重负荷或者临近功率极限运行时, 风速的突然变化将扰动系统电压。风电场大多处于供电电网末端,需要消耗感性无功, 系统的电压稳定问题更加突出。风电也给发电和运行计划的制定带来很多困难,我们需要研究新的无功调度及电压控制策略以保证风电场和整个系统的电压水平及无功平衡,以及提高孤立系统
10、的稳定性。本说明书所描述的软件和文字的版权由安徽立卓智能电网科技有限公司拥有,在没有安徽立卓智能电网科技有限公司书面许可的前提下,除购买者自己使用外,不得以任何目的、任何使用方法 (包括复印和录制在内的电子或机械手段)对本手册的任何部分进行复制和传播,安徽立卓智能电网科技有限公司对侵权行为将保留诉讼的权利。编写目的: 为了使各单位能够准确、方便的使用该系统对发电机无功出力或高压侧母线电压进行实时跟踪调控,特编写了风电场自动电压控制(AVC )系统技术使用说明书。该说明书适用于各单位具体操作人员和系统管理人员。感谢您使用LZ-AVC 6000自动电压控制(AVC )系统。名师资料总结 - - -
11、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司1系统概述1.1概述作为一种经济、 清洁的可再生新能源,风力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500800 万千瓦。由于风电场安装地点都离负荷中心
12、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。目前风电场为控制高压母线电压在一定波动范围内并对风场所消耗的无功进行补偿,装有补偿设备,种类有:电容器组,SVC(TCR 或 MCR 类型)和SVG。目前各省网公司正在实施所辖电网内风电场的AVC 控制,为达到较好的控制效果,减少电压波动, 提高电压合格率, 希望对装机容量占全网发电容量比重越来越大的风电场进行无功和电压控制, 即在系统需要的时候既可发出无功功率,又可以吸收网上过剩的无功功率,以达到减少电压波动,控制电压和降低网损的目
13、的。1.2风电场一般概况风机输出电压一般为690V,每台风机有一箱式变压器将电压升至35kV,几台箱式变并联接入 35kV 母线。 35kV 母线装设无功补偿设备。主变压器为有载调压变压器。风电场系统一般图示:至220kV 变电站G2Gn #1 SVCG2Gn #2主变220kV 母线35kV I 段母线35kV II 段母线#2 SVCG1G1#1主变图表1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安
14、徽立卓智能电网科技有限公司无功补偿装置一般为SVC 和 SVG。其中 SVC 主要是 TCR+FC 和 MCR+FC 。无功补偿装置为场内闭环控制,控制策略一般为主变高压侧功率因数恒定,或高压母线电压恒定,无功或电压控制给定值在无功补偿设备控制器中设定。SVC 和 SVG 均可通过对控制器下发无功或电压指令实现无功的平滑调节。少量风电场只有电容器组,可通过AVC 系统实现对电容器组的直接投切,实现无功电压的控制。风电场的主变均为有载调压变压器,可通过调节主变分头实现对高压母线电压的控制。以上所述可见风电场的自动电压控制系统,可调节的无功设备包括:风力发电机、 无功补偿装置、主变分接头;1.3L
15、Z-AVC 6000 系统说明根据国网风电场接入电网技术规定2009 年 2 月的修订版规定,风电场应配置无功电压控制系统, 根据电网调度部门指令控制并网点电压。风电场应能在其容量范围内,控制风电场并网点电压在额定电压的-3%+7%。风电场在任何运行方式下,应保证其无功功率有一定的调节容量,该容量为风电场额定运行时功率因数0.98(超前) 0.9 滞后所确定的无功功率容量范围,风电场的无功功率能够实现动态连续调节, 保证风电场在系统事故情况下能够调节并网点电压恢复至正常水平的足够无功容量。百万千瓦级及以上风电基地,其单个风电场无功功率调节容量为风电场额定运行时功率因数 0.97(超前) 0.9
16、7 滞后确定的无功功率容量范围。LZ-AVC 6000 系统应能在现有无功补偿设备容量范围内(包括风电机组和无功补偿装置)调节, 实现动态的连续调节以控制并网点电压,其调节速度应能满足电网电压调节的要求。风电场参与电压调节的手段:调节风机的无功出力、调节动态无功补偿装置的无功出力、调节风电场有载变压器分接头,根据电网调度部门的指令进行调整。LZ-AVC 6000 系统软件采用经典的三层软件体系结构和分布组件式架构,其整体结构如图所示。可视化层可视化界面控制层风电场 AVC 风电场 AGC(保留)电能质量监测(保留)业务接口无功决策数据采集无功分配平台层数据库服务监控服务日志用户管理图表2 名师
17、资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司表现层是用户与系统交换的前端,面对需要批量录入和频繁交互的业务处理,系统以图形化界面为主。控制层主要承担系统的业务逻辑处理。系统对外提供统一的业务接口服务,无论是文件交换,通过串口、 专网等请求风机SCADA 系统 , 升压站 SCADA 系统或其他第三方系统(如EMS)服务,都通过统一的业务接口进入系统,经过系统分析和计算,结合各种约束条
18、件,合理分配,给出风电场内各无功电源的调节目标和逻辑,实现自动闭环。AVC 系统还保留集成风电场自动发电系统(AGC )功能,协调控制风场内所有有功、无功调节设备以满足风场并网综合需求的监控管理系统(AGC 模块功能暂保留) 。根据风电场接入电网技术规定有关电能质量的规定,可在风电场AVC 系统中集成电能质量实时检测,长期监测风电场电能质量情况。平台层为系统运行的支撑平台,主要包括数据库服务,监控服务, 日志服务以及用户管理。在各层次上的组件均能单独更新、替换或增加、拆除。因此,可适应不断的变化和新的业务需求。 而且使的系统维护更方便,代价相对更低。因各组件互相独立,更换组件就好比更换组合音响
19、的一个部件,对系统其它部分并无影响,所以更新维护更加安全可靠。1.4LZ-AVC 6000系统功能及特点1.4.1系统功能通信功能。 能够与升压站监控系统、风机服务器、 无功补偿装置、 风电通信管理终端和调度主站系统通信,支持多种通讯方式,包括专线通信方式和网络通信方式,支持MODBUS、CDT 、DL/T634.5.101-2002、DL/T634.5.104-2002等常用标准规约。采集功能。实时采集场内各类模拟量(电压、电流、有功、无功、谐波等)和风机机组运行(如开机、停车、调向、手/ 自动控制以及大/ 小发电机工作)以及其他设备开关状态量,通过各风电机组的状态了解整个风电场的运行情况。
20、控制功能。具备以通信、无源开出接点、4-20mA 模拟量等方式输出风机无功、无功补偿装置、有载主变分头的调节指令。就地功能。 系统软件界面支持风场运行人员输入变高侧母线(或节点)电压目标值,变高侧母线(或节点)电压计划曲线。具有投入/ 退出 AVC子站系统功能。计算分析功能。 采用常用的成熟的基本算法(包括等功率因数、等无功、相似调整裕度等)对目标值进行计算分析,按照分配策略给出各风机和无功补偿装置的无功出力以及主变分接头档位。存储、监视功能。能方便地监视AVC子站系统的运行工况、母线电压、风机有功功率/无功功率、 开关状态、 设备运行状态、 与其他设备的通信状态等。数据形成历史数据库,并用于
21、绘制趋势曲线和形成报表,历史数据存储一年以上。报警处理功能。 AVC子站系统运行异常或故障时能自动报警,停止分配结果输出,并形成事件记录。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司事件记录功能。可对AVC子站告警、闭锁原因、人员操作等形成事件记录。系统管理和参数设置功能。分等级的密码管理功能,不同等级的密码的操作权限不同,防止误操作。满足相关的安全防护要求。1.4.2系统特点高
22、可靠的嵌入式、低功耗平台,可实现所有设备及通道的冗余设计;支持全厂母线电压、多段母线电压、 全厂总无功、 多段总无功、单机组无功等多种控制目标;完善的分配算法和保护措施,可适用各种复杂结构;调节策略采用渐次逼近方案,控制单次计算周期调节无功量,最终达到目标值。为提高调节速率, 采用自适应模糊逼近器,可根据实际工况动态改变给定值的调节幅度。系统输入输出安全隔离技术;为满足发电机、 主变压器及系统的安全稳定运行要求,设计了严格的安全措施。AVC软件具有多项安全保护功能,例如:指令超过偏差限制、数据波动限制、母线电压越限、功率因数限制、无功补偿装置故障保护、通信故障保护等。保护安全逻辑设计合理,动作
23、正确。强大的数据分析、处理和海量存储;良好的标准性、开放性、集成性、安全性、扩展性和维护性;智能化:自学习控制技术和模糊渐进控制技术保证了系统的调节平稳度和精确度。扩展性:灵活的模块化设计方便配置双机、双网、双电源系统网络,强大的组态设计具备灵活的在线参数配置功能。系统具备可根据现场不同的接口设备扩充规约库,已配置标准规约: CDT 、MODBUS、DL/T634.5.101-2002、DL/T634.5.104-2002等。安全性:与原有系统相对独立,无相互干扰或影响,投入/ 退出均不影响原有系统的稳定运行。多重闭锁、限制功能,可有效防止误调节、频繁调节、振荡调节。输入/ 输出点、通讯端口均
24、经过光电隔离,有效阻止干扰信号的窜入。身份验证功能, 可防止程序和参数被无意中错误修改。友好性:全汉化图形界面。详细的提示信息,全程引导用户操作。系统工况、调控结果均实时刷新。除文字表格外,还以实时变化曲线的形式提供更直观的监视效果。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 35 页 - - - - - - - - - 不断创新立志卓越安徽立卓智能电网科技有限公司1.5技术参数1.5.1应用的标准及规范JB/T 9568-2000 电力系统继电器、保护及自动装置通
25、用技术条件DL478-92 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件GB 50062 -1992 电力系统的继电保护和自动装置设计规范GB 50171-1992 电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施及验收规范DL/T630-1997 交流采样远动终端技术条件GB/T 14598.10-1996 快速瞬变干扰试验GB/T 14598.13-1998 1兆赫脉冲群干扰试验GB/T 14598.14-1998 静电放电试验GB/T 14598.9-1995 辐射静电试验GB T17626.5-1999 浪涌(冲击)抗扰度试验DL476-1992 电力系统实时数据通信应用层协议GB/T 12325-2
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