风电场区域集中化运行管理方法研究

　　1.1 管理中心
　　建立集中远程监控系统，将区域内采用不同厂家设备和控制平台的风电场的风电机组数据和升压站数据统一在一个数据平台内。取消各风电场现场值班制度，集中人员在区域管理中心对区域内的风电场运行进行监视、分析、调整和控制。在解决跨平台统一管理、提高了风电场运行维护水平的同时，可大幅度减少运行人员需求，改善运行人员的工作、生活环境。对
于新增风电场，还可以节省新建值班楼、宿舍楼和相应生活设施费用。
　　1.2 备品备件管理中心
　　集中储备备品备件，统一管理，通过点检定修的管理模式，负责风电场的检修维护、运行操作、倒闸操作、事故处理和设备管理等工作。由于建立了专业化的检修队伍，风电场职守人员应主要考虑本地化，并降低部分人员的学历要求，通过以老带新、以师带徒等措施，尽快形成稳定的运行维护队伍。
　　2 集中化管理的实现
　　2.1 系统模型
　　风电场数据采集包括风电机组、升压站的所有模拟量和开关量，以及现场测风仪的测风数据。模拟量包括电压、电流及功率等电气模拟量及转速、风速、风向、油位、振动、位移、温度等非电气模拟量的实测量。开关量包括事故信号、断路器及重要继电保护装置的动作信号等中断开关量和各类故障信号、断路器及隔离开关的位置信号、机组设备的状态信号等非中断开关量两类[2]。
　　在风电发展初期，各个风电公司的软件环境和平台、数据库的选取都不一样，缺乏统一的通信标准。随着风电的迅速发展，2006 年12 月，国际电工委员会（IEC）公布了由IECTC88 技术委员会起草制定的IEC61400 － 25 标准。该标准是IEC61850 标准在风力发电领域内的延伸，是软件方面专门面向风电场的监控通信系统。硬件方面，国内外不少风电公司也都致力于电力系统应用最为广泛的SCADA（Supervisory ControlAnd Data Acquisition） 的开发， 促进了风电场数据接口的标准化，也为数据层的建立提供了基础。
　　采集的数据通过标准数据接口传至数据层后，远程控制系统与其他应用系统，例如风功率预测系统、数据采集系统等，通过标准数据接口调用数据层数据，对数据进行分析、展现，实现应用功能，同时将部分分析结果上传至企业管理系统和电网公司调度系统等其他外部系统，实现系统的上下兼容，确保系统的完整性[3]。
　　2.2 网络结构
　　按照区域化集中管理的思想设计，系统可分为风电场子站、区域控制中心（简称控制中心）和安全生产管理中心（简称监管中心）3 层。系统各控制中心、监管中心的网络拓扑均采用双以太网星形结构。网络传输协议采用TCP/IP 网络协议，网络传输速率不小于100Mbit/s，网络配置规模需满足系统远景要求。系统内各风电场子站到区域控制中心的通信传输介质采用敷设专用光纤网络，区域控制中心到管理中心的通信通道采用VPN网络保证数据的安全性。网络结构示意图如图2 所示。
　　2.3 功能模块
　　2.3.1 远程控制
　　监控系统控制功能应根据设备的实际状况和工作实际需要进行设置，可考虑如下操作[4] ：
　　（1）对断路器/ 刀闸分、合的远方操作；
　　（2）对补偿电容器投、切的远方操作；
　　（3）对有载调压变压器分接头的远方调节；
　　（4）部分保护的远方启动、闭锁及信号复归；
　　（5）单个/ 成组风电机组远方启动/ 停机操作、复位、偏航、解缆等。