一種用于風電與火電聯(lián)合發(fā)電的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)風力發(fā)電技術領域，具體涉及在風資源豐富的地區(qū)，尤其在冬季存在大量棄風的情況，為了提高風力發(fā)電的利用率，提出一種用于風電與火電聯(lián)合發(fā)電的控制系統(tǒng)結構。
【背景技術】
[0002]隨著我國大規(guī)模的風電場集中建設，風力發(fā)電場裝機容量不斷增加，風力發(fā)電在電網中所占比重越來越大。由于風力發(fā)電出力具有隨機性、間歇性、不可控性等特點，這給電網的安全調度帶來很多問題，很多電網公司不得不放棄風電。截至2012年底我國風電裝機容量達到6083萬千瓦，全年發(fā)電量1004億千瓦時，均居全球第一。風電裝備產業(yè)也取得長足進步，技術水平逐步趕超世界先進。風電發(fā)展取得了舉世矚目成績的同時，風電消納困難、棄風電量逐年增加的問題也凸顯出來。據初步統(tǒng)計，2011年全國風電棄風電量約為120億千瓦，棄風率約為16%，2012年全國風電棄風電量超過200億千瓦時，棄風率達到20%，一些風資源很好地區(qū)的風電機組實際年利用小時數(shù)已不足1500小時。
[0003]2006年起實施的《中華人民共和國可再生能源法》規(guī)定電網企業(yè)需全額收購其電網覆蓋范圍內可再生能源，由于風電機組出力的隨機性與波動性，大規(guī)模風電并網運行后將給電網的調頻調峰帶來一系列的問題，現(xiàn)有的調頻調峰電源容量可能無法滿足大容量風電接入后的調頻調峰要求，為了保證風電接入后系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要配套增加一定的調頻調峰電源。內蒙、新疆地區(qū)煤炭資源豐富，火電機組可以滿足大容量風電加入后的調頻調峰需求，因此可考慮為大型風電場群配套一定的火電機組作為調頻調峰電源，將火電與風電打捆送出。這樣不僅可以提高風電并網運行后電網的可靠性，而且可以提高外送線路的利用率，降低大容量風電外送的輸電成本。目前風電與火電的控制是獨立的，兩者信息沒有互通，風力發(fā)電沒有得到充分利用。對調度來說，面對龐大的風力發(fā)電，由于風電的波動性及隨機性，調峰、調頻都面臨巨大的困難。采用本發(fā)明的聯(lián)合發(fā)電控制系統(tǒng)后，風電與火電是一個電源點，可以充分利用風力發(fā)電與火力發(fā)電互補的特點，提高風電機組的利用率，充分利用綠色能源，減少調度的復雜度。
[0004]在風電火電打捆送出時風電場及相應的火電機組輸出的電力通過較低電壓等級的網絡匯集后通過外送線路將風電火電送至負荷中心。當風電出力較低時，火電廠可以滿發(fā)以提高火電廠的經濟效益，當風電大發(fā)時，為了保證輸電線路不過載，火電廠需要調節(jié)其出力使得風電火電的總外送功率滿足調度的需求。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決風力發(fā)電大量棄風、提高新能源的利用效率、風電與火電打捆送出時，盡可能多的利用風電的技術問題，本發(fā)明提出了一種用于風電與火電聯(lián)合發(fā)電控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)實時與調度通訊，接收調度的有功功率指令信息，并執(zhí)行此指令信息。該控制系統(tǒng)實時與火電機組DCS系統(tǒng)通訊，采集火電廠的信息，并將相關信息上傳給調度主站系統(tǒng)，將火電機組的功率指令下發(fā)給火電機組DCS系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)實時與風電機群監(jiān)控系統(tǒng)、風功率預測系統(tǒng)、風電場升壓站系統(tǒng)通訊，將相關風電場的信息上傳給調度主站，并將風電機群的功率指令下發(fā)給風電機群控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明主要采用以下技術方案:
[0007]一種用于風電與火電聯(lián)合發(fā)電的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括發(fā)電廠總協(xié)調控制器、火電機組執(zhí)行器、風電協(xié)調控制器、風電執(zhí)行器、運行工作站；其特征在于:
[0008]發(fā)電廠總協(xié)調控制器通過通信的方式與調度系統(tǒng)、火電機組執(zhí)行器、風電機組執(zhí)行器、網絡監(jiān)控系統(tǒng)即NCS升壓站進行數(shù)據交換，根據設定的功率分配方法在風電機組與火電機組間進行功率分配計算，形成風電機群與火電機組的功率指令，并將指令分別下發(fā)給風電執(zhí)行器與火電機組執(zhí)行器；
[0009]火電機組執(zhí)行器與對應的機組分散控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)通信和/或通過硬接線的方式采集火電機組的運行數(shù)據，將火電機組的運行數(shù)據傳遞給發(fā)電廠總協(xié)調控制器用于功率分配計算，并接收發(fā)電廠總協(xié)調控制器下發(fā)的火電機組的功率指令，將火電機組的功率指令下達給機組DCS系統(tǒng)；
[0010]風電機組執(zhí)行器通過通信方式與風電機群監(jiān)控系統(tǒng)、升壓站監(jiān)控系統(tǒng)、風功率預測系統(tǒng)及發(fā)電廠總協(xié)調控制器交換數(shù)據信息，采集各風電機群的當前功率、運行狀態(tài)、風速信息并傳送至風電協(xié)調控制器，接收發(fā)電廠總協(xié)調控制器下發(fā)的風電機群的功率指令；
[0011]當風電機組執(zhí)行器接收到發(fā)電廠總協(xié)調控制器的風電機群功率指令時，風電協(xié)調控制器完成風電功率指令在不同的風電機群間或者是風電機組之間的功率分配工作，并將形成的各風電機群的功率指令或者是各風電機組的功率指令再下發(fā)給風電機組執(zhí)行器，由風電機組執(zhí)行器下發(fā)給相應的風電機群監(jiān)控系統(tǒng)。
[0012]本發(fā)明具有以下有益的技術效果:
[0013]I)發(fā)電廠級自身完成對風電功率波動性的控制，不需要電網提供額外的調峰能力；
[0014]2)將風電機組與火電機組等效為一個容量更大的電源點，調度只關心整個發(fā)電廠的出力即可，不必單獨考慮風電機組對電網的影響；
[0015]3)精簡了調度的控制對象；
[0016]4)增強了火電廠的自主性，既可以優(yōu)先利用風能資源，又可以兼顧火電機組間的經濟調度，可增強經濟效益；
[0017]5)增強了對于風電的消納能力，實現(xiàn)了節(jié)能減排，社會效益顯著提升；
[0018]6)依托火電機組強大的無功支撐，可以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
【附圖說明】
[0019]圖1為風電與火電聯(lián)合發(fā)電的控制系統(tǒng)結構圖。
【具體實施方式】
[0020]為了解決風力發(fā)電大量棄風、提高新能源的利用效率等問題，結合風力發(fā)電與火力發(fā)電打捆外送的要求，本發(fā)明提出了一種用于風電與火電聯(lián)合發(fā)電的控制系統(tǒng)。下面結合附圖1并通過具體實施實例對本發(fā)明的技術方案做進一步詳細說明。本申請公開的用于風電與火電聯(lián)合發(fā)電的控制系統(tǒng)，包括發(fā)電廠總協(xié)調控制器、火電機組執(zhí)行器、風電協(xié)調控制器、風電執(zhí)行器、運行工作站。
[0021]發(fā)電廠總協(xié)調控制器通過通信的方式與調度系統(tǒng)、火電機組執(zhí)行器、風電機組執(zhí)行器、網絡監(jiān)控系統(tǒng)即NCS升壓站進行數(shù)據交換，根據設定的功率分配方法在風電機組與火電機組間進行功率分配計算，形成風電機群與火電機組的功率指令，并將指令分別下發(fā)給風電執(zhí)行器與火電機組執(zhí)行器；
[0022]火電機組執(zhí)行器與對應的機組分散控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)通信和/或通過硬接線的方式采集火電機組的運行數(shù)據，將火電機組的運行數(shù)據傳遞給發(fā)電廠總協(xié)調控制器用于功率分配計算，并接收發(fā)電廠總協(xié)調控制器下發(fā)的火電機組的功率指令，將火電機組的功率指令下達給機組DCS系統(tǒng)；
[0023]風電機組執(zhí)行器通過通信方式與風電機群監(jiān)控系統(tǒng)、升壓站監(jiān)控系統(tǒng)、風功率預測系統(tǒng)及發(fā)電廠總協(xié)調控制器交換數(shù)據信息，采集各風電機群的當前功率、運行狀態(tài)、風速信息并傳送至風電協(xié)調控制器，接收發(fā)電廠總協(xié)調控制器下發(fā)的風電機群的功率指令；
[0024]當風電機組執(zhí)行器接收到發(fā)電廠總協(xié)調控制器的風電機群功率指令時，風電協(xié)調控制器完成風電功率指令在不同的風電機群間或者是