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1、(10)申请公布号 CN 104201722 A (43)申请公布日 2014.12.10 CN 104201722 A (21)申请号 201410332334.9 (22)申请日 2014.07.14 H02J 3/46(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (71)申请人 内蒙古电力勘测设计院有限责任公 司 地址 010010 内蒙古自治区呼和浩特市锡林 南路 209 号 (72)发明人 刘小杰 王志刚 郭仕杰 钱铁军 朱晓庚 李凤霞 张峰 李丽 (54) 发明名称 实现风电场 AGC 自动调节的系统 (57) 摘要 提出了一种实现风电场 AGC 自动调节的系 统， 。
2、属于风电场控制技术领域， 所述系统包括 ： 电 网调度中心 AGC 主站通过所述电力调度数据网和 所述数据网设备与所述风电场 AGC 系统连接 ； 一 个或多个风机主控系统中的每一个风机主控系统 都与相应的一台风机相连 ； 风电场 AGC 系统直接 连接至升压站综自系统和一个或多个风机主控系 统， 用于将所述升压站综自系统和一个或多个风 机主控系统提供的实时运行数据发送给电网调 度中心 AGC 主站以及根据电网调度中心 AGC 主站 下发的功率控制指令将每台风机的功率控制信息 发送给相应的风机主控系统。本系统解决了现有 AGC 控制环节过多、 调节精度较差等技术问题， 能 够提高风电场 AGC。
3、 的控制性能和精度， 实现风电 场的优化运行。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104201722 A CN 104201722 A 1/2 页 2 1. 一种实现风电场 AGC 自动调节的系统， 其特征在于 ： 所述实现风电场 AGC 自动调节的系统包括 ： 电网调度中心 AGC 主站、 电力调度数据网、 数据网设备、 风电场 AGC 系统、 升压站综自系统、 一个或多个风机主控系统以及一台或多台 风机 ； 其中 ： 所述电网调。
4、度中心 AGC 主站通过所述电力调度数据网连接至所述数据网设备， 并借由 所述数据网设备与所述风电场 AGC 系统连接 ； 所述一个或多个风机主控系统中的每一个风机主控系统都与相应的一台风机相连 ； 所述风电场 AGC 系统直接连接至所述升压站综自系统和一个或多个风机主控系统， 用 于将所述升压站综自系统和一个或多个风机主控系统提供的实时运行数据发送给电网调 度中心AGC主站以及根据电网调度中心AGC主站下发的功率控制指令将每台风机的功率控 制信息发送给相应的风机主控系统 ； 所述电网调度中心AGC主站根据所述风电场AGC系统发送的所述实时运行数据生成并 下发所述功率控制指令。 2. 根据权利。
5、要求 1 所述的实现风电场 AGC 自动调节的系统， 其特征在于 ： 所述风电场 AGC 系统包括自动发电控制模块、 AGC 后台监控模块、 风机主控系统接口模 块、 以及升压站综自系统接口模块。 3. 根据权利要求 2 所述的实现风电场 AGC 自动调节的系统， 其特征在于 ： 所述风机主控系统接口模块包括与风机主控系统进行通信的通信接口， 以直接与一个 或多个风机主控系统进行通信 ； 所述 AGC 后台监控模块包括风机监控模块， 所述风机监控 模块用于经由所述与风机主控系统进行通信的通信接口通过每一个风机主控系统采集相 应风机的实时运行数据， 并进一步上传至所述电网调度中心 AGC 主站。。
6、 4. 根据权利要求 2 所述的实现风电场 AGC 自动调节的系统， 其特征在于 ： 所述升压站综自系统接口模块包括与升压站综自系统进行通信的通信接口， 以直接与 升压站综自系统通信 ； 所述 AGC 后台监控模块包括升压站监控模块， 所述升压站监控模块 用于经由所述与升压站综自系统进行通信的通信接口通过升压站综自系统采集风电场并 网点的实时运行数据， 并进一步上传至所述电网调度中心 AGC 主站。 5. 根据权利要求 2 所述的实现风电场 AGC 自动调节的系统， 其特征在于 ： 所述电网调度中心 AGC 主站用于协调整个电网电源点整体情况， 并确定需要进行有功 出力调整的风电场， 生成 A。
7、GC 有功功率控制指令并下发至所述风电场 AGC 系统。 6. 根据权利要求 5 所述的实现风电场 AGC 自动调节的系统， 其特征在于 ： 所述风机主控系统接口模块还包括单台风机有功功率控制接口 ； 所述自动发电控制模块用于根据所述电网调度中心AGC主站下发的所述AGC有功功率 控制指令中的 AGC 有功功率目标值， 确定每台风机的有功功率输出目标值， 并通过所述单 台风机有功功率控制接口下发给相应的风机主控系统执行， 以实现风电场 AGC 自动调节。 7. 根据权利要求 6 所述的实现风电场 AGC 自动调节的系统， 其特征在于 ： 所述确定每台风机的有功功率输出目标值包括根据所述 AGC。
8、 有功功率目标值以及风 电场每台风机、 升压站的实时运行数据， 考虑电网和设备的安全约束， 确定参与调控的风机 以及调控幅度， 从而确定所述每台风机的有功功率输出目标值。 8. 根据在前任一权利要求所述的实现风电场 AGC 自动调节的系统， 其特征在于 ： 权 利 要 求 书 CN 104201722 A 2 2/2 页 3 所述风电场 AGC 系统与升压站综自系统位于同一安全区内， 两者之间通过网口连接 ； 所述风电场 AGC 系统与一个或多个风机主控系统通过 RS485 口连接。 权 利 要 求 书 CN 104201722 A 3 1/3 页 4 实现风电场 AGC 自动调节的系统 技术。
9、领域 0001 本发明属于风电场控制技术领域， 尤其涉及一种实现风电场 AGC 自动调节的系 统。 背景技术 0002 目前风电场AGC(Auto Generation Control， 自动发电控制)系统大多使用基于风 机集群控制的方法， 即风电场 AGC 系统并不直接控制单台风机， 而是与风机厂商提供的风 机集群有功功率控制系统通信， 将调度的 AGC 指令在不同的风机集群之间进行分配， 并将 分配值下发给风机集群有功功率控制系统执行。 0003 基于风机集群控制的方法由于不涉及单台风机的控制细节， 其优点为简单、 容易 实现， 但缺点也很明显 ： 一方面， 需要风机厂商能够提供风机集群有。
10、功功率控制系统， 增加 了控制环节， 因而实现 AGC 所需费用较高， 并且运行可靠性、 稳定性以及控制响应速度较 差 ； 另一方面， 不同风机厂商目前实现的风机集群有功功率控制系统采用的大多是平均分 配等简单的算法， 调节速率和精度较差， 不能实现风电场整体的优化运行。 发明内容 0004 为此， 本发明提出了一种基于单台风机控制模式实现风电场 AGC 的系统， 可以有 效避免现有技术中存在的上述问题， 提高风电场 AGC 的控制性能和精度， 实现风电场的优 化运行。 0005 根据本发明的一个方面， 提出了一种实现风电场 AGC 自动调节的系统， 所述实现 风电场AGC自动调节的系统包括 。
11、： 电网调度中心AGC主站、 电力调度数据网、 数据网设备、 风 电场 AGC 系统、 升压站综自系统、 一个或多个风机主控系统以及一台或多台风机 ； 其中 ： 所 述电网调度中心 AGC 主站通过所述电力调度数据网连接至所述数据网设备， 并借由所述数 据网设备与所述风电场 AGC 系统连接 ； 所述一个或多个风机主控系统中的每一个风机主控 系统都与相应的一台风机相连 ； 所述风电场 AGC 系统直接连接至所述升压站综自系统和一 个或多个风机主控系统， 用于将所述升压站综自系统和一个或多个风机主控系统提供的实 时运行数据发送给电网调度中心AGC主站以及根据电网调度中心AGC主站下发的功率控制 。
12、指令将每台风机的功率控制信息发送给相应的风机主控系统 ； 所述电网调度中心 AGC 主站 根据所述风电场 AGC 系统发送的所述实时运行数据生成并下发所述功率控制指令。 0006 根据本发明的一个方面， 所述风电场 AGC 系统包括自动发电控制模块、 AGC 后台监 控模块、 风机主控系统接口模块、 以及升压站综自系统接口模块。 0007 根据本发明的一个方面， 所述风机主控系统接口模块包括与风机主控系统进行通 信的通信接口， 以直接与一个或多个风机主控系统进行通信 ； 所述 AGC 后台监控模块包括 风机监控模块， 所述风机监控模块用于经由所述与风机主控系统进行通信的通信接口通过 每一个风机。
13、主控系统采集相应风机的实时运行数据， 并进一步上传至所述电网调度中心 AGC 主站。 说 明 书 CN 104201722 A 4 2/3 页 5 0008 根据本发明的一个方面， 所述升压站综自系统接口模块包括与升压站综自系统进 行通信的通信接口， 以直接与升压站综自系统通信 ； 所述 AGC 后台监控模块包括升压站监 控模块， 所述升压站监控模块用于经由所述与升压站综自系统进行通信的通信接口通过升 压站综自系统采集风电场并网点的实时运行数据， 并进一步上传至所述电网调度中心 AGC 主站。 0009 根据本发明的一个方面， 所述电网调度中心 AGC 主站用于协调整个电网电源点整 体情况， 。
14、并确定需要进行有功出力调整的风电场， 生成 AGC 有功功率控制指令并下发至所 述风电场 AGC 系统。 0010 根据本发明的一个方面， 所述风机主控系统接口模块还包括单台风机有功功率控 制接口 ； 所述自动发电控制模块用于根据所述电网调度中心 AGC 主站下发的所述 AGC 有功 功率控制指令中的 AGC 有功功率目标值， 确定每台风机的有功功率输出目标值， 并通过所 述单台风机有功功率控制接口下发给相应的风机主控系统执行， 以实现风电场 AGC 自动调 节。 0011 根据本发明的一个方面， 所述确定每台风机的有功功率输出目标值包括根据所述 AGC 有功功率目标值以及风电场每台风机、 升。
15、压站的实时运行数据， 考虑电网和设备的安全 约束， 确定参与调控的风机以及调控幅度， 从而确定所述每台风机的有功功率输出目标值。 0012 根据本发明的一个方面， 所述风电场 AGC 系统与升压站综自系统位于同一安全区 内， 两者之间通过网口连接 ； 所述风电场AGC系统与一个或多个风机主控系统通过RS485口 连接。 0013 由此可见， 本发明基于单台风机控制模式实现风电场 AGC 自动调节， 解决了目前 风电场 AGC 系统采用风机集群控制模式， 调节速率和精度不满足要求， 无法实现单台风机 有功功率自动闭环控制问题。 本发明提出的方案不需要风机厂商提供风机集群有功功率控 制系统， 可以。
16、有效降低风电场实现 AGC 功能的成本 ； 其次， 基于单台风机控制模式， 减少了 控制环节， 提高了 AGC 功能运行的稳定性、 可靠性以及控制响应速度 ； 最后， 基于单台风机 控制模式易于实现优化分配控制， 尽量降低对风电场风机运行的影响， 提高调节速率和调 节精度， 实现风电场优化运行。 附图说明 0014 图 1 示出了本发明提出的实现风电场 AGC 自动调节的系统的示意图 ； 0015 图 2 示出了风电场 AGC 系统的结构以及与其他组件的连接示意图。 具体实施方式 0016 下面根据一个示例性实施例对本发明进行详细描述， 该实施例仅为说明的目的， 并不作为对本发明的限制。 00。
17、17 如图1所示， 本发明提出的实现风电场AGC自动调节的系统主要包括 ： 电网调度中 心AGC主站、 电力调度数据网、 数据网设备、 风电场AGC系统、 一个或多个风机主控系统以及 升压站综自系统。其中， 电网调度中心 AGC 主站通过电力调度数据网连接至例如路由器、 交 换机等数据网设备， 并借由所述数据网设备与风电场 AGC 系统连接。所述风电场 AGC 系统 与升压站综自系统、 一个或多个风机主控系统连接。 其中， 一个或多个风机主控系统中的每 说 明 书 CN 104201722 A 5 3/3 页 6 一个都与一台相应的风机相连。 0018 如图 2 所示， 所述风电场 AGC 系。
18、统由自动发电控制模块、 AGC 后台监控模块、 风机 主控系统接口模块、 升压站综自系统接口模块等构成。 0019 所述风电场 AGC 系统的所述风机主控系统接口模块具有与风机主控系统进行通 信的通信接口以及单台风机有功功率控制接口， 可直接与一个或多个风机主控系统通信并 对其进行控制， 从而， 所述 AGC 后台监控模块中的风机监控模块经由与风机主控系统进行 通信的通信接口通过每一个风机主控系统采集相应风机的实时运行数据， 例如风速、 有功、 无功、 电压等， 这些实时运行数据可进一步上传至电网调度中心 AGC 主站 ( 未在图 2 中示 出 )。 0020 所述风电场 AGC 系统的所述升。
19、压站综自系统接口模块具有与升压站综自系统进 行通信的通信接口， 可直接与升压站综自系统通信， 从而， 所述 AGC 后台监控模块中的升压 站监控模块经由与升压站综自系统进行通信的通信接口通过升压站综自系统采集风电场 并网点的实时运行数据， 例如电压、 电流、 有功、 无功、 功率因数以及开关、 刀闸状态等信息 从而确定是否对风机进行控制， 上升多少、 或者下降多少出力等。 这些实时运行数据可进一 步上传至电网调度中心 AGC 主站 ( 未在图 2 中示出 )。 0021 风电场 AGC 系统与升压站综自系统通过网口连接、 与一个或多个风机主控系统一 般通过 RS485 口通信。风电场 AGC 。
20、系统与升压站综自系统均含在同一安全区 I 区内， 通过 网口通信无需加装安全防护设备， RS485 口通信也不需要安全防护设备。 0022 如上文所述， 所述风电场 AGC 系统经由数据网设备通过电力调度数据网与电网调 度中心 AGC 主站进行可通信地连接， 从而可将采集的各个风机的实时运行数据以及风电场 并网点的实时运行数据上传给电网调度中心 AGC 主站， 并且可接收由电网调度中心 AGC 主 站下发的 AGC 有功功率控制指令。调度中心的 AGC 主站协调整个电网电源点整体情况， 从 而确定哪些风电场进行有功出力的调整。 0023 所述风电场 AGC 系统的自动发电控制模块根据电网调度中。
21、心 AGC 主站下发的 AGC 有功功率控制指令中的 AGC 有功功率目标值以及风电场风机、 升压站的运行情况， 考虑电 网和设备的各种安全约束， 其中， 所述安全约束包括设备故障或异常、 通信故障或异常、 系 统接地等故障、 风电机组温度、 越上下限考虑闭锁值和限制值两组限值等， 通过优化计算， 依据风电场总的有功出力目标值， 结合每台风机运行的实时参数， 确定哪些风机参与调控、 调节多少， 确定每台风机的有功功率输出目标值， 并通过所述单台风机有功功率控制接口 下发给相应的风机主控系统执行， 从而实现风电场 AGC 自动调节。 0024 上文所述的具体实施方式并不作为对本发明保护范围的限制。实际上， 本领域技 术人员可根据实际需要对某些组件进行调整， 经过调整后的技术方案仍然处于本发明所提 出的解决方案的保护范围中。 说 明 书 CN 104201722 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104201722 A 7 。