[发明专利]一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电场监测技术，具体地，涉及一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统。

背景技术

风电是一种新清洁能源，我国正在大力发展风电产业，以甘肃酒泉等地建设几个千万千瓦级的大型风电基地。目前大型风电基地中存在多个风电场信息相互独立，缺乏统一有效的管理；同时风电在具有清洁、绿色等优点的同时，还具有稳定性差等的缺点。

2005年2月国家出台《可再生能源法》，将风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源列为可再生能源优先发展。风能作为目前最成熟的可再生能源得到了迅速的发展，截至2010年年底，中国风电累计装机4473万千瓦，超越美国成为全球风电装机第一大国，并网风电装机容量达到2958万千瓦，居世界第二位。2011年10月19日，《中国风电发展路线图2050》正式发布。该路线图设定的发展目标是：到2020、2030和2050年，中国风电装机容量将分别达到2亿、4亿和10亿kW，成为中国的主要电源之一，到2050年，风电将满足国内17%的电力需求，未来40年累计投资12万亿元。

风电发展虽然迅速，但是也引出了一系列的问题，主要表现在以下两个方面：

⑴风电接入难：

由于风本身具有随机波动性和间歇性等特点，决定了风电具有波动性和间歇性的特点，风速、风向快速波动下的风电场输出功率的大范围快速波动会显著改变网内潮流流向，影响地区间、区域间的联络线潮流，甚至会引起网内节点电压波动，对电网的安全稳定运行带来影响。

同时，风电场一般处于远离负荷中心，随着风电场装机容量在整个系统中所占比例的增加，风电功率将对电网系统造成巨大的影响。对于风电的间歇性和波动性，电力系统采用实时平衡，风电的波动需要通过常规电源的调节和储能系统来平衡，这是长期困扰风电并网的最大难题。

还有，此问题对甘肃酒泉风电基地影响更为严重，由于甘肃电网只能消纳部分风电，其余风电需要接入其他电网消纳，带来了更多不稳定因素；

⑵风电管理难：

由于风电场建设是一项巨大的工程，一般风电场都需要多期建设，这导致了同一个风电场中的风机、监测系统等不统一，而不同厂家的设备具有不同的监测系统，给风电统一管理带来了巨大的困难。风电场由于缺乏有效的信息管理系统，存在信息孤岛、部分风电场数据不能实时上传等问题，给风电场的管理带来了困难。

针对上述情况，实时建立适合嘉酒地区的风电监测系统，对促进风电健康发展是非常必要的。根据风能对风电场风电功率做出超短期预报，电力调度部门根据风电功率的变化做出及时调整调度计划，从而有效减轻风力发电给整个电网带来的不利影响。整个监测系统包括对风力的实时监测，风机运行情况的实时监测，对电网电压、频率等参数等其他风电场参数的实时监测。研制建设风电场实时监测系统，既可使电网调度能有效调配水、火电备用发电容量，减少备用容量，又可以提高风电利用时数，减轻风电对电网的影响程度，提高“风电品质”和使用价值。

目前，对风电场实时监测研究最为成熟的系统，主要是德国太阳能技术研究（ISET）所开发的风电管理系统（WPMS）。丹麦可持续能源国家实验室（Ris??），西班牙可再生能源中心（CENER）也在开在超短期功率预测的研究，并将应用于Prediktor与LocalPred-RegioPred风电实时监测系统中。

我国目前处于风电大规模开发的初期，风电对电力系统运行与调度的影响问题刚开始显现，并且国内对风电功率预测的研究工作还比较少。虽然全球研究风电实时监测信息管理的公司、研究所中不乏成熟产品，但是，存在只针对某些特定类型数据接口进行数据接入、不能同时将风电场所有设备数据整合到统一平台等问题，同时由于国外对此技术出口的限制等因素导致我国目前尚未有一套适合酒泉地区千万千瓦及风电基地风电场实时监测的系统。

综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在统一管理难度大、风电稳定性差与风电接入难等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统，以实现方便管理、风电稳定性好、风电接入容易与扩展方便的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统，包括中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元、测风数据库服务器、第一防火墙、风电场实时监测单元、第二防火墙与人机交互设备，其中：