一种风力发电场仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种风力发电场仿真系统及方法，该系统包括：教练员站、学员站、风电场SCADA系统、能量管理平台、箱变监控系统、风功率预测系统、风机塔底屏操作台和升压站监控系统，其中，所述教练员站用于接收教练员输入的各种风力发电场的模拟指令和运行参数；所述学员站用于处理教练员站触发的风机和升压站故障，恢复风机正常运行，根据风机故障查找风机故障图片，并且选择故障原因；所述风电场SCADA系统用于接收所述教练员站发送的各种风力发电场的模拟指令和运行参数显示风力发电场的模拟工况。通过本发明专利技术的技术方案，能够解决现有技术中由于风力发电场仿真产品的缺失造成用户无法模拟风力发电场真实场景对学员进行技能培训的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电场仿真系统及方法
本专利技术涉及涉及风力发电场仿真
，具体涉及一种风力发电场仿真系统及方法。
技术介绍
风电场仿真培训系统是对风电场风力发电机及一、二次设备全范围进行建模仿真，具体包括发电机模型、控制系统、量测系统、交直流系统、保护与自动化监控等系统的详细模型，同时考虑了风力风向对发电机详细模型的影响以及发电机对电网仿真抽象模型的影响。风电场仿真培训系统的主要功能有：正常操作、设备巡视、事故和异常的模拟培训指导和辅助培训等功能。采用的关键技术有：虚拟仪器技术、虚拟现实技术、组件建模技术和动态人机界面技术等。风电场仿真培训系统采用虚拟仪器技术和虚拟现实技术进行仿真。虚拟仪器技术的实质是利用计算机技术来实现传统仪器仪表的功能。该系统采用虚拟仪器技术将发电场的各种二次设备安装各自的物理特性分别生成各自的虚拟设备。市面上还没有成型了的产品，大部分停留在理论研究阶段，有的风电场仿真产品还不够完善。风力发电场仿真产品的缺失，使得用户无法模拟风力发电场真实场景对学员进行技能培训。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电场仿真系统及方法，以解决现有技术中由于风力发电场仿真产品的缺失造成用户无法模拟风力发电场真实场景对学员进行技能培训的问题。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种风力发电场仿真系统，包括：教练员站、学员站、风电场SCADA系统、能量管理平台、箱变监控系统、风功率预测系统、风机塔底屏操作台和升压站监控系统，其中，所述教练员站用于接收教练员输入的各种风力发电场的模拟指令和运行参数，包括：风机的工况模拟指令、监控设备的故障模拟指令和风机的运行参数；所述学员站用于处理教练员站触发的风机和升压站故障，恢复风机正常运行，根据风机故障查找风机故障图片，并且选择故障原因，以供学员进行模拟训练；所述风电场SCADA系统用于接收所述教练员站发送的各种风力发电场的模拟指令和运行参数显示风力发电场的模拟工况；所述能量管理平台用于模拟风力发电场调度限负荷、调度调节有功功率；所述箱变监控系统用于计算风力发电场模拟训练场景中风机箱变的运行工况；所述风功率预测系统用于计算预测气象条件下的短期功率与超短期功率；所述风机塔底屏操作台用于模拟调试风机、处理风机故障、查询故障文件；所述升压站监控系统用于计算风力发电场模拟训练场景全场升压站设备运行参数，升压站设备运行工况。一种风力发电场仿真方法，应用于上述的风力发电场仿真系统中，包括：步骤S1、教练员站接收到教练员输入的风速指令时，发送给风电场SCADA系统，以使所述风电场SCADA系统根据所述风速指令显示当前工况；步骤S2、所述教练员站检测到教练员触发了任一风机故障时，向所述风电场SCADA系统发送该风机的故障信息，以使所述风电场SCADA系统根据所述故障信息显示该台风机的故障；步骤S3、所述教练员站接收到教练员输入的模拟调度指令时，发送给能量管理平台，以使所述能量管理平台系统根据所述模拟调度指令来显示风机的出力情况；步骤S4、所述教练员站检测到教练员触发了任一升压站监控设备故障时，向所述升压站监控系统发送该升压站监控设备的故障信息，以使所述升压站监控系统根据所述故障信息显示该升压站监控设备的故障。优选地，所述步骤S1还包括：所述风电场SCADA系统根据所述风速指令同步如下系统的工况：同步能量管理平台单台风机的有功功率、风速；同步箱变监控系统单台风机的有功功率；同步升压站监控系统的全场有功功率；同步风机塔底屏操作台的风速。优选地，所述步骤S2还包括：所述风电场SCADA系统根据所述故障信息同步如下系统的工况：同步能量管理平台单台风机的故障；同步箱变监控系统的有功功率；同步升压站监控系统的有功功率；同步风机塔底屏操作台的风机故障。优选地，所述步骤S2还包括：所述教练员站检测到教练员触发了任一风机故障时，向所述学员站发送该风机的故障信息；学员站判断学员确认的风机故障图片及学员选择的故障原理与故障处理办法是否正确，若是，学员站向所述风电场SCADA系统发送该风机的故障恢复指令，以使所述风电场SCADA系统的故障风机恢复正常。优选地，所述步骤S2还包括：学员站判断学员确认的风机故障图片及学员选择的故障原理与故障处理办法是否正确，若是，学员站分别向所述能量管理平台、箱变监控系统、升压站监控系统和风机塔底屏操作台发送该风机的故障恢复指令，以使所述能量管理平台和风机塔底屏操作台的故障风机恢复正常，及所述箱变监控系统和升压站监控系统的监控数据恢复正常。优选地，所述步骤S3还包括：所述能量管理平台系统根据所述模拟调度指令来同步如下系统的工况：风电场SCADA系统与能量管理平台同步单台风机的有功功率；风机塔底屏操作台与能量管理平台同步单台风机的有功功率；升压站监控系统会与能量管理平台同步有功功率；箱变监控系统与能量管理平台同步有功功率。优选地，所述步骤S4还包括：所述教练员站检测到教练员触发了任一升压站监控设备故障时，向所述学员站发送该升压站监控设备的故障信息；学员站判断学员确认的升压站监控设备故障图片及学员选择的故障原理与故障处理办法是否正确，若是，学员站向所述升压站监控系统发送该升压站监控设备的故障恢复指令，以使所述升压站监控系统的故障风机恢复正常。优选地，所述风力发电场仿真方法，还包括：教练员站接收到教练员输入的预测气象数值时，发送给风功率预测系统，以使风功率预测系统能够计算出预测气象条件下的短期功率与超短期功率。优选地，所述风力发电场仿真方法，还包括：教练员站接收到教练员输入的任一风机的模拟运行参数时，发送给所述风电场SCADA系统，以使所述风电场SCADA系统能够根据所述模拟运行参数进行运行。本专利技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：由上述技术方案可知，本专利技术提供的这种风力发电场仿真系统及方法，在计算机上实现对被仿真对象即风力发电机组、升压站、AGC(自动发电控制AGC，AutomaticGenerationControl)、箱变监控、风功率预测等控制系统的动态仿真，同时也包括对就地设备风机塔底屏操作台操作的仿真。仿真机软件的构成由仿真平台软件、仿真模型软件、人机界面以及教练员与考试系统构成。通过本专利技术的技术方案，可以实现风电场生产运行全过程的仿真，提高了整个仿真培训系统的一致性，真实性和正确性，培训功能更加完善，通过教练站和学员站可以对风电场变电运行人员进行全方位、全过程、全场景的仿真培训。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的一种风力发电场仿真系统的示意框图；图2为本专利技术一实施例提供的一种风力发电场仿真方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电场仿真系统，其特征在于，包括：教练员站、学员站、风电场SCADA系统、能量管理平台、箱变监控系统、风功率预测系统、风机塔底屏操作台和升压站监控系统，其中，所述教练员站用于接收教练员输入的各种风力发电场的模拟指令和运行参数，包括：风机的工况模拟指令、监控设备的故障模拟指令和风机的运行参数；所述学员站用于处理教练员站触发的风机和升压站故障，恢复风机正常运行，根据风机故障查找风机故障图片，并且选择故障原因，以供学员进行模拟训练；所述风电场SCADA系统用于接收所述教练员站发送的各种风力发电场的模拟指令和运行参数显示风力发电场的模拟工况；所述能量管理平台用于模拟风力发电场调度限负荷、调度调节有功功率；所述箱变监控系统用于计算风力发电场模拟训练场景中风机箱变的运行工况；所述风功率预测系统用于计算预测气象条件下的短期功率与超短期功率；所述风机塔底屏操作台用于模拟调试风机、处理风机故障、查询故障文件；所述升压站监控系统用于计算风力发电场模拟训练场景全场升压站设备运行参数，升压站设备运行工况。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电场仿真系统，其特征在于，包括：教练员站、学员站、风电场SCADA系统、能量管理平台、箱变监控系统、风功率预测系统、风机塔底屏操作台和升压站监控系统，其中，所述教练员站用于接收教练员输入的各种风力发电场的模拟指令和运行参数，包括：风机的工况模拟指令、监控设备的故障模拟指令和风机的运行参数；所述学员站用于处理教练员站触发的风机和升压站故障，恢复风机正常运行，根据风机故障查找风机故障图片，并且选择故障原因，以供学员进行模拟训练；所述风电场SCADA系统用于接收所述教练员站发送的各种风力发电场的模拟指令和运行参数显示风力发电场的模拟工况；所述能量管理平台用于模拟风力发电场调度限负荷、调度调节有功功率；所述箱变监控系统用于计算风力发电场模拟训练场景中风机箱变的运行工况；所述风功率预测系统用于计算预测气象条件下的短期功率与超短期功率；所述风机塔底屏操作台用于模拟调试风机、处理风机故障、查询故障文件；所述升压站监控系统用于计算风力发电场模拟训练场景全场升压站设备运行参数，升压站设备运行工况。2.一种风力发电场仿真方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的风力发电场仿真系统中，其特征在于，包括：步骤S1、教练员站接收到教练员输入的风速指令时，发送给风电场SCADA系统，以使所述风电场SCADA系统根据所述风速指令显示当前工况；步骤S2、所述教练员站检测到教练员触发了任一风机故障时，向所述风电场SCADA系统发送该风机的故障信息，以使所述风电场SCADA系统根据所述故障信息显示该台风机的故障；步骤S3、所述教练员站接收到教练员输入的模拟调度指令时，发送给能量管理平台，以使所述能量管理平台系统根据所述模拟调度指令来显示风机的出力情况；步骤S4、所述教练员站检测到教练员触发了任一升压站监控设备故障时，向所述升压站监控系统发送该升压站监控设备的故障信息，以使所述升压站监控系统根据所述故障信息显示该升压站监控设备的故障。3.根据权利要求2所述的风力发电场仿真方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：所述风电场SCADA系统根据所述风速指令同步如下系统的工况：同步能量管理平台单台风机的有功功率、风速；同步箱变监控系统单台风机的有功功率；同步升压站监控系统的全场有功功率；同步风机塔底屏操作台的风速。4.根据权利要求2所述的风力发电场仿真方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：所述风电场...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宏波，
申请(专利权)人：浙江蒙越电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33