风储电场综合信息监测管理系统及监测管理方法技术方案

本发明专利技术提供一种风储电场综合信息监测管理系统，该系统包括风电机组监控系统、储能配电监控系统、风功率预测系统、电池管理系统和风储综合信息管理系统，风电机组监控系统、储能配电监控系统和风功率预测系统连接至风储电场综合管理系统，电池管理系统和储能配电监控系统共同组成储能监控系统部分。其把相关的风功率数据、风机监控系统中的数据、储能能量转换系统的数据和电池管理系统的数据进行整合，并利用图、表以及其它形式为操作人员和管理人员提供全面、直观的展现，综合掌握风储电场的整体运行情况，并通过对数据的进行深度的抽取挖掘和分析，实现风储综合发电性能的展示，并有利于进一步优化风储的协调运行，为上层调度以及管理者提供决策支持。

【技术实现步骤摘要】
风储电场综合信息监测管理系统及监测管理方法
本专利技术涉及一套风储电场综合信息监测管理系统，主要涉及风储电场上层综合信息管理。
技术介绍
近年来，为了节约资源、环境保护以及国家安全的需要可再生能源之一的风电发展迅猛。但是由于其固有的间歇性、随机性的特点，对电网产生明显冲击，不对于电网的安全、稳定运行，需要配备蓄电储能装置，才能实现连续、稳定的电能输出，因此大规模电力储能装置受到了极大的关注当前国家能源部门及电力公司逐步积极建设示范性的风、光、储互补的混合新能源电场，开展多方面技术的研究与探索。我国专利文献《基于中央控制系统的储能型风电场》（申请号：201110445897.5）提出基于中央控制系统的储能型风电场，并通过中央控制系统将储能电池系统的监控、能量转换系统的监控、全场风机的监控、升压站的监控、全场箱式变压器的监控全部融为一体，并设立了电网调度接口，实现储能型风电场的全集成一体化控制。并在中央控制系统平台上实现了功率预测功能、能量管理功能、电网直接调度功能和全风场低电压穿越功能，解决了现存风力发电并网的一些问题，提升风力发电上网电能质量，并提高了储能型风力发电场的控制实时性、准确性和安全性。该专利技术的侧重点是储能型风电场中储能系统的运行控制以及整个电场的过程控制、电气控制、逻辑控制等监控方向一体化集控技术。但是没有涉及电场监控系统中人机界面系统的功能模块，缺少对所有风电机组的整体监视。另外清华大学的电机系统国家重点实验室，设计了风电场集成监控平台在数据采集与控制系统的基础上，将风电场内所有设备组织成一个有机整体，可实现有功控制、电压控制、发电与检修计划安排等功能首次提出利用风引入风功率预测优化风电场日电压控制以及储能调峰和设备检修计划等。但研究重点是在控制算法与策略。於益军，雷为民发表于电力系统自动化的《风光储联合发电监控系统功能设计与应用》（2012年，第36卷，第20期，第32—38页）详细的阐述了风光储联合发电监控系统的总体建设方案，以及该系统的关键技术和主要功能，阐释了其信息采集方案、多能互补自动发电控制方案和多源协同自动电压控制方案。目前还没有一种适用于风储联合发电的电场综合监控系统。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种风储电场综合信息监测管理系统及监测管理方法，其目的是解决以往的方式数据利用率低、不能对数据进行集中精简化处理的问题。技术方案：本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种风储电场综合信息监测管理系统，其特征在于：该系统包括风电机组监控系统、储能配电监控系统、风功率预测系统、电池管理系统和风储综合信息管理系统，风电机组监控系统、储能配电监控系统和风功率预测系统连接至风储电场综合管理系统，电池管理系统和储能配电监控系统共同组成储能监控系统部分。风储电场综合管理系统包含实时运行数据图形显示模块、历史数据查询模块、用户管理模块、综合报表处理模块、计划安排模块、Internet外部访问接口模块和监控程序模块，实时运行数据图形显示模块、历史数据查询模块、用户管理模块、综合报表处理模块、计划安排模块和Internet外部访问接口模块均连接至监控程序模块。如上所述的风储电场综合信息监测管理系统的监测管理方法：将风机与监控室内的风电机组监控系统之间以工业以太网的通讯方式连接，通讯规约为ModbusTCP/IP，每台风机塔基内工控机与风电机组监控系统内的光纤以太网交换机相连，一组风机的光纤以太网交换机以单模光纤为传输介质组成冗余环网，其中一台光纤以太网交换机与前置适配器相连，它作为风机组的一个总体外接口，将数据传输至前置适配器，前置适配器将数据进行处理转换后存入风机监控系统的数据及应用服务器，数据及应用服务器再将风电机组运行状态、机组机械状态信息及瞬时发电量的信息传输至风储综合信息管理系统；利用电池管理系统中的电池信号PIC模块采集电池堆的温度、电流和电压的运行状态信息，通过RS485总线上传到RS485/RS232转换器，RS485/RS232转换器对数据进行电平转换，并将转换后的数据上传到电池管理系统数据应用服务器，电池管理系统数据应用服务器将数据上传至风储综合信息管理系统；能量转换系统PCS是电池堆与电网的桥接器，实现储能电池系统与电场交流母线间的双向能量转换。变流器具有以太网、CAN和RS485接口，实现和电网、电池管理系统等的信息交互。利用储能配电监控系统可以获得变流器的运行状态：监视控制模拟量包括直流侧电压、电流，交流侧三相电压、电流、有功、无功；运行模式并网/孤网的转换、充电/放电的转换；运行参数包括充电/放电倍率、放电深度和各种保护定值的设定等信息，储能配电监控系统数据应用服务器将数据上传至风储综合信息管理系统。利用风功率预测系统中采集电场测风塔数据、接受精确的数值天气预报信息，再综合风电场地形、地表植被及粗糙度、周围障碍物等信息，通过集成了物理模型、时间序列模型及智能模型的综合预测方法，对风电场风功率情况进行预测，得到风电出力信息，将信息传输至风储电场综合管理系统；风储电场综合信息管理系统将风电机组监控系统储能配电监控系统及风功率预测系统采集的信息进行数据的提取融合处理，然后将融合后的数据进行展现应用。该数据的提取融合步骤如下：数据采集的前期准备是，对数据源库进行编号DBi（i=1,2，…），每个数据源的读取周期定为Ti，另外制定数据融合的规则即异构的数据源中的字段与目标数据库表中字段的对应关系，以及二次数据的运算；数据采集的步骤如下：第一步：编辑数据采集周期触发器，设定每个数据源的数据采集周期Ti，（i=1,2，…）；第二步：判定当前时间与数据源提取周期Ti相符的i的值，确定将要连接的数据源库编号，否则，重复第二步，若同时与多个Ti相符，则按照i的值由小到大或者由大到小依此读取；第三步：连接数据源库DBi；第四步：根据数据抽取规则，执行数据库查询语句；第五步：数据抽取和融合的规则，对得到的数据进行运算和转换，得到结果数据；第六步：结果数据存储到目标数据库的目标表或临时表中；一轮数据的存储结束，作为下一轮数据采集的触发条件。优点及效果：本专利技术提供一种风储能电场综合信息监测系统，其把相关的风功率数据、风机监控系统中的数据、储能能量转换系统的数据和电池管理系统的数据进行整合，并利用图、表以及其它形式为操作人员和管理人员提供全面、直观的展现，综合掌握风储电场的整体运行情况，并通过对数据的进行深度的抽取挖掘和分析，实现风储综合发电性能的展示，并有利于进一步优化风储的协调运行，为上层调度以及管理者提供决策支持。该综合监测系统在风电机组监控系统、储能配电监控系统、风功率预测系统、电池管理系统的基础上，添加风储综合信息管理系统，实现电场的集中化、精简化信息管理能力。监测对象主要是储能电池组、储能双向逆变器、风电机组和测风塔等。所述风电机组监控系统、风功率预测系统、储能配电监控系统和风储综合信息管理系统，都位于电场总监控室内，且相互独立。电池管理系统位于储能电池堆所在的场区内。所述风储综合信息管理系统将从风电机组监控系统、储能配电监控系统、风功率预测系统和电池管理系统抽取获得部分数据，根据需要进行融合挖掘，利用统一的数据库、人机界面等服务，实现整个电场的一体化监控。本专利技术由于储能系统为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风储电场综合信息监测管理系统，其特征在于：该系统包括风电机组监控系统、储能配电监控系统、风功率预测系统、电池管理系统和风储综合信息管理系统，风电机组监控系统、储能配电监控系统和风功率预测系统连接至风储电场综合管理系统，电池管理系统和储能配电监控系统共同组成储能监控系统部分。

【技术特征摘要】
1.风储电场综合信息监测管理系统的监测管理方法，其特征在于：该方法利用如下系统实现：该系统包括风电机组监控系统、储能配电监控系统、风功率预测系统、电池管理系统和风储综合信息管理系统，风电机组监控系统、储能配电监控系统和风功率预测系统连接至风储电场综合管理系统，电池管理系统和储能配电监控系统共同组成储能监控系统部分；该方法步骤如下：将风机与监控室内的风电机组监控系统之间以工业以太网的通讯方式连接，通讯规约为ModbusTCP/IP，每台风机塔基内工控机与风电机组监控系统内的光纤以太网交换机相连，一组风机的光纤以太网交换机以单模光纤为传输介质组成冗余环网，其中一台光纤以太网交换机与前置适配器相连，它作为风机组的一个总体外接口，将数据传输至前置适配器，前置适配器将数据进行处理转换后存入风机监控系统的数据及应用服务器，数据及应用服务器再将风电机组运行状态、机组机械状态信息及瞬时发电量的信息传输至风储综合信息管理系统；利用电池管理系统中的电池信号PIC模块采集电池堆的温度、电流和电压的运行状态信息，通过RS485总线上传到RS485/RS232转换器，RS485/RS232转换器对数据进行电平转换，并将转换后的数据上传到电池管理系统数据应用服务器，电池管理系统数据应用服务器将数据上传至风储综合信息管理系统；能量转换系统PCS是电池堆与电网的桥接器，实现储能电池系统与电场交流母线间的双向能量转换；变流器具有以太网、CAN和RS485接口，实现和电网、电池管理系统的信息交互；利用储能配电监控系统可以获得变流器的运行状态：监视控制模拟量包括直流侧电压、电流，交流侧三相电压、电流、有功、无功；运行模式并网/孤网的转换、充电/放电的转换；运行参数包括充电/放电倍率、放电深度和各种保护定值的设定信息，储能配电监控系统数据应用服务器将数据上传...

【专利技术属性】
技术研发人员：井艳军，邢作霞，王刚，戈阳阳，田艳丰，王平，姜立兵，张保华，
申请(专利权)人：国家电网公司，辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：