能量管理系统及风电场技术方案

本发明专利技术提供了一种能量管理系统及风电场，涉及风电场的技术领域，该能量管理系统包括：采集系统、调节系统和控制系统，控制系统通过通讯设备分别与采集系统和调节系统相连，其中，采集系统安装在被管理风电场，用于获取被管理风电场的工作参数信息，并将工作参数信息发送到控制系统；控制系统用于获取工作参数信息，并基于工作参数信息生成调节信号，将调节信号发送到调节系统；调节系统用于获取调节信号，并根据调节信号对被管理风电场进行调节，其中，通讯设备包括有线通讯设备和无线通讯设备，且有线通讯设备和无线通讯设备相互备用冗余。本发明专利技术缓解了传统能量管理系统不利于风电场响应电网调度的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
能量管理系统及风电场
本专利技术涉及风电场的
，尤其是涉及一种能量管理系统及风电场。
技术介绍
为了顺应当前高供电量的需求，各风电场所使用的风机系统在体积上日益大型化，大型化风机的固有振动频率较低，而由风速的范德霍芬频谱可知：风场中风速低频部分能量集中，因而，大型化风机易受风场能量集中部分的激励作用而发生共振现象，且所发生的共振现象中风机振动幅度非常强烈，从而风机会受到较严重损害，甚至引发风电场的严重故障。目前很多风电场采用有线通讯系统进行信息传输，因而，在风电场出现故障后，通讯线路需被检修和更换。鉴于通讯线路跨度范围大，尤其是对于海上风电场来说，通讯线路多敷设在较恶劣的环境下，因而，线路的检修和更换需承担高昂的成本。在此背景下，基于无线传感网络的风电场能量管理系统得以提出。然而，现有技术中的风电场能量管理系统会产生较大的通讯迟延，不利于风电场友好响应电网调度。针对传统能量管理系统不利于风电场响应电网调度的技术问题，目前缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种能量管理系统及风电场，以缓解传统能量管理系统不利于风电场响应电网调度的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种能量管理系统，包括：采集系统、调节系统和控制系统，所述控制系统通过通讯设备分别与所述采集系统和所述调节系统相连，其中，所述采集系统安装在被管理风电场，用于获取所述被管理风电场的工作参数信息，并将所述工作参数信息发送到所述控制系统；所述控制系统用于获取所述工作参数信息，并基于所述工作参数信息生成调节信号，将所述调节信号发送到所述调节系统；所述调节系统用于获取所述调节信号，并根据所述调节信号对所述被管理风电场进行调节，其中，所述通讯设备包括有线通讯设备和无线通讯设备，且所述有线通讯设备和所述无线通讯设备相互备用冗余。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述有线通讯设备包括第一交换机和以太光纤环网，其中，所述第一交换机安装在所述被管理风电场，所述第一交换机分别与所述采集系统和所述调节系统连接，并通过所述以太光纤环网和所述控制系统连接；所述无线通讯设备包括移动通信网关，其中，所述移动通信网关安装在所述被管理风电场，所述移动通信网关分别与所述采集系统和所述调节系统进行无线连接，并通过通信基站和所述控制系统无线连接。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述采集系统包括多个子系统，所述被管理风电场的一个风机安装有一个所述子系统，所述子系统包括第一采集模块、第二采集模块和信息传输设备，其中，所述第一采集模块包括无线传感器，所述无线传感器设置在相应所述风机的风轮上，用于采集风轮参数；所述第二采集模块包括有线传感器，所述有线传感器设置在相应所述风机的机舱内，用于采集机舱参数；所述信息传输设备分别与所述无线传感器和所述有线传感器连接，用于接收所述风轮参数和所述机舱参数，并将所述风轮参数和所述机舱参数发送到所述控制系统，其中，所述风轮参数和所述机舱参数所属于所述工作参数信息。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述无线传感器的数量为多个，所述第一采集模块还包括路由器和协调器，其中，所述路由器分别和多个所述无线传感器连接；所述协调器和所述路由器无线连接，且所述协调器和所述信息传输设备连接。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述协调器的数量为多个，且所述协调器的数量和所述子系统的数量相等，其中，一个所述第一采集模块包括一个所述协调器，一个所述子系统包括一个所述第一采集模块；多个所述协调器之间通过无线连接构成多智能体通信网络，其中，所述多智能体通信网络用于传递协调信息，以通过所述协调信息控制所述被管理风电场的多个风机以预设功率进行工作，其中，所述协调信息所属于所述调节信号。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第二采集模块还包括子控制器，所述子控制器分别和所述信息传输设备连接，其中，所述子控制器和所述有线传感器连接，用于将所述有线传感器采集的所述机舱参数传输到所述信息传输设备；所述子控制器还和所述调节系统连接，用于接收所述信息传输设备发送的机舱调节子信号，并将所述机舱调节子信号发送给所述调节系统，以通过所述调节系统调节相应所述风机的机舱工作状态，其中，所述机舱调节子信号所属于所述调节信号。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述信息传输设备包括：多模光纤、第二交换机、第三交换机，其中，所述第二交换机安装在所述被管理风电场的风机机舱内，所述第二交换机通过所述多模光纤分别与所述协调器和所述子控制器连接；所述第三交换机安装在所述被管理风电场中塔筒的塔底，所述第三交换机通过所述多模光纤分别与所述第二交换机和所述第一交换机连接。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述控制系统包括能量管理器、场站监控服务器、AGC/AVC调度服务器、预测服务器和分配服务器，其中，所述场站监控服务器、所述AGC/AVC调度服务器、所述预测服务器和所述分配服务器分别与所述能量管理器连接，所述能量管理器通过所述以太光纤环网和所述第一交换机连接，并通过通信基站和所述移动通信网关连接；所述能量管理器用于接收所述工作参数信息；所述场站监控服务器用于获取所述能量管理器接收到的所述工作参数信息，以供所述被管理风电场的工作人员获知所述工作参数信息；所述AGC/AVC调度服务器用于向所述能量管理器传输AGC/AVC调度信息；所述预测服务器用于获取所述能量管理器接收到的所述工作参数信息，根据所述工作参数信息对所述被管理风电场的发电能力进行预测得到预测信息，并将所述预测信号发送到所述能量管理器；所述分配服务器用于向所述能量管理器发送风速时空分布信息；所述能量管理器还用于根据接收到的所述AGC/AVC调度信息、所述预测信息、所述风速时空分布信息生成协调调度指令，以使所述协调器基于所述协调调度指令生成所述协调信息。结合第一方面的第七种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述能量管理器和并网点通过移动通信网络或光纤连接，所述并网点通过移动通信网络或光纤将电网频率偏差信号发送到所述能量管理器，以使所述能量管理器对电网频率进行调节，其中，所述并网点为所述被管理风电场的三相交流电输出的合并节点，且所述并网点和目标电网连接，所述目标电网为由所述被管理风电场供电的电网。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种风电场，所述风电场通过第一方面所述的能量管理系统进行能量管理。本专利技术实施例带来了以下有益效果：该能量管理系统包括：采集系统、调节系统和控制系统，控制系统通过通讯设备分别与采集系统和调节系统相连，其中，采集系统安装在被管理风电场，用于获取被管理风电场的工作参数信息，并将工作参数信息发送到控制系统；控制系统用于获取工作参数信息，并基于工作参数信息生成调节信号，将调节信号发送到调节系统；调节系统用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量管理系统，其特征在于，包括：采集系统、调节系统和控制系统，所述控制系统通过通讯设备分别与所述采集系统和所述调节系统相连，其中，所述采集系统安装在被管理风电场，用于获取所述被管理风电场的工作参数信息，并将所述工作参数信息发送到所述控制系统；所述控制系统用于获取所述工作参数信息，并基于所述工作参数信息生成调节信号，将所述调节信号发送到所述调节系统；所述调节系统用于获取所述调节信号，并根据所述调节信号对所述被管理风电场进行调节，其中，所述通讯设备包括有线通讯设备和无线通讯设备，且所述有线通讯设备和所述无线通讯设备相互备用冗余。

【技术特征摘要】
1.一种能量管理系统，其特征在于，包括：采集系统、调节系统和控制系统，所述控制系统通过通讯设备分别与所述采集系统和所述调节系统相连，其中，所述采集系统安装在被管理风电场，用于获取所述被管理风电场的工作参数信息，并将所述工作参数信息发送到所述控制系统；所述控制系统用于获取所述工作参数信息，并基于所述工作参数信息生成调节信号，将所述调节信号发送到所述调节系统；所述调节系统用于获取所述调节信号，并根据所述调节信号对所述被管理风电场进行调节，其中，所述通讯设备包括有线通讯设备和无线通讯设备，且所述有线通讯设备和所述无线通讯设备相互备用冗余。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有线通讯设备包括第一交换机和以太光纤环网，其中，所述第一交换机安装在所述被管理风电场，所述第一交换机分别与所述采集系统和所述调节系统连接，并通过所述以太光纤环网和所述控制系统连接；所述无线通讯设备包括移动通信网关，其中，所述移动通信网关安装在所述被管理风电场，所述移动通信网关分别与所述采集系统和所述调节系统进行无线连接，并通过通信基站和所述控制系统无线连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述采集系统包括多个子系统，所述被管理风电场的一个风机安装有一个所述子系统，所述子系统包括第一采集模块、第二采集模块和信息传输设备，其中，所述第一采集模块包括无线传感器，所述无线传感器设置在相应所述风机的风轮上，用于采集风轮参数；所述第二采集模块包括有线传感器，所述有线传感器设置在相应所述风机的机舱内，用于采集机舱参数；所述信息传输设备分别与所述无线传感器和所述有线传感器连接，用于接收所述风轮参数和所述机舱参数，并将所述风轮参数和所述机舱参数发送到所述控制系统，其中，所述风轮参数和所述机舱参数所属于所述工作参数信息。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述无线传感器的数量为多个，所述第一采集模块还包括路由器和协调器，其中，所述路由器分别和多个所述无线传感器连接；所述协调器和所述路由器无线连接，且所述协调器和所述信息传输设备连接。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述协调器的数量为多个，且所述协调器的数量和所述子系统的数量相等，其中，一个所述第一采集模块包括一个所述协调器，一个所述子系统包括一个所述第一采集模块；多个所述协调器之间通过无线连接构成多智能体通信网络，其中，所述多智能体通信网络用于传递协调信息，以通过所述协调信息控制所述被管理风电场的多个风机以预设功率进行工作，其中，所述协调信息所属于所述调节信号。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡阳，朱红路，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11