新能源陆上风力发电场计算机监控系统结构及配置、功能简述

陆上风力发电场计算机监控系统设置在升压站(汇流站),升压站(汇流站)按“无人值班、少人值守”原则设计。

升压站(汇流站)主控室设置两套计算机监控系统,其中升压站(汇流站)计算监控系统负责采集升压站(汇流站)内电气设备及风场设备的信息,上传电网调度,并接收调度端指令,实现对风电场的控制及调节。

风力发电机计算机监控系统由风力发电机组厂家配套提供,作为升压站计算机监控系统的间隔层设备。

1.计算机监控系统结构及配置

升压站计算机监控系统采用开放式、分层分布式系统结构,系统逻辑上一般纵向分为两层:间隔层和站控层。通过技术经济比较,系统逻辑上也可分为三层(站控层、间隔层、过程层)。

站控层设备一般按远景规模配置,间隔层、过程层设备一般按工程实际规模配置。

间隔层采用电气单元设置现地测控单元,站控层采用功能分布结构。间隔层与站控层之间采用双以太网结构。

1.1 站控层

站控层由监控主机兼操作员及工程师工作站、综合应用服务器、数据通信网关机及网络打印机等设备构成,一般配置如下设备:

a)2台监控主机(兼操作员站、工程师站);

b)微机五防主机(与监控主机合用服务器);

c)2套远动通信设备;

d)打印机2套。

1.2 间隔层

间隔层负责完成升压站(汇流站)设备的控制监视,各测控单元实现对相应设备的采集和控制。

所有间隔层设备测控单元均设置必要的人机接口设备,在站控层及网络失效的情况下,仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

按配电装置间隔配置测控装置。主变、110kV及以上电压等级系统测控装置集中组屏,35kV测控保护装置安装在相应的35kV开关柜内。各间隔设备相对独立。

135kV汇流站间隔层

a)35kV采用保护、测控一体化装置(下称:保测装置),按间隔单套配置,包括集电线路保测装置、SVG保测装置、接地兼站用变保测装置、出线线路保测装置等;具体台数与35kV系统接线配电柜的多少有关。

35kV母线测控单套配置,一般配置1台母线测控装置。

b)全站按电压等级及二次设备室配置公用测控装置。

(2)110kV升压站间隔层

a)110kV线路测控按间隔单套配置,包括线路测控装置、母线测控装置。

具体台数与110kV系统主接线有关,包括母线接线方式、主变间隔个数、线路间隔个数、母线设备间隔个数。

b)主变压器高、低压侧及本体测控单套配置,每台主变共配置3台主变测控装置。

c)35kV保测装置,按间隔单套配置,包括集电线路保测装置、SVG保测装置、接地变保测装置、站用变保测装置等;35kV母线测控单套配置。具体台数与35kV系统接线配电柜的多少有关。

d)全站按电压等级及二次设备室配置公用测控装置。

(3)220kV升压站间隔层

a)220kV线路测控按间隔单套配置,包括线路测控装置、母线测控装置;具体台数也是与220kV系统主接线有关。

b)主变压器高、低压侧及本体测控单套配置,每台主变共配置3台主变测控装置。

c)35kV保测装置,按间隔单套配置,包括集电线路保测装置、SVG保测装置、接地变保测装置、站用变保测装置等;35kV母线测控单套配置。具体台数与35kV系统接线配电柜的多少有关。

d)全站按电压等级及二次设备室配置公用测控装置。

1.3 网络设备

计算机监控系统网络采用双星形以太网络,分别设置A网和B网。

a)站控层网络:一般站控层安全Ⅰ区配置2台以太网交换机,安全Ⅱ区配置1台以太网交换机。

b)间隔层网络:一般35kV高压开关柜配置2台或4台间隔交换机。具体配置与升压站(汇流站)规模大小有关。

2.计算机监控系统功能

计算机监控系统功能至少包含如下:

(1)数据采集和处理

对升压站(汇流站)设备的运行状态和参数进行采集,并作必要的预处理。模拟量通过变送器或交流采样器进行采集,开关量通过无源接点输入,设备信息通过RS485、网络等数据通信的方式接入。

(2)数据库的建立与维护

具备建立实时数据库的功能,存储并更新全部实时数据。同时具备建立历史数据库的功能,存储并定期更新需要保存的历史数据和运行报表数据。

(3)控制及调节

具备对站内设备的实时控制及调节功能。

(4)防误闭锁(智能五防功能)

对站内全部断路器、隔离开关和接地开关等进行防误闭锁,实现“五防”操作

即:防止误分、合断路器;防止带负荷分、合隔离开关;防止带电挂(合)接地线(接地开关防止带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关防止误入带电间隔。

(5)数据通讯

(6)系统自诊断

(7)时钟对时

(8)报文及记录分析

(9)语音报警

(10)培训仿真及软件开发

(11)自恢复功能

3.风电场区监控系统

(1)风电机组监控系统

风电场区配置一套风电机组监控系统,由风电机组厂家配套提供。风电机组监控系统包括就地监控装置和监控后台两部分。

风力发电机组实现就地设置控制、保护、测量设备,通过通信接口或硬接线方式采集机组变电单元开关量及模拟量信号。

主控级监控系统实现风力发电场控制中心对风力发电机组的遥控、遥测和遥信。

风力发电机组与风力发电场控制中心通信网络采用光纤环形网络。

(2)机组变电单元变压器监控

为实现箱变远方监控功能,每台升压变设置箱变测控装置。

网络结构采用开放式、分层分布式环网结构,利用风电机组监控系统通讯光缆的不同线芯单独构建光纤以太环网,接入升压站(汇流站)监控系统。

监测箱变及其配电设备的运行状态、电气参数及故障报警信息,监测变压器的油温和绕组温度以及压力释放阀的动作情况。

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