风电场场群控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种风电场场群控制系统，包括：风机控制器，设置于风电场的风力发电机组，所述风机控制器包括单机接口；场群控制器，设置于风电场汇流线路连接的升压站，所述场群控制器包括单机接口和场级接口；VSG通信管理机，设置于所述升压站，所述VSG通信管理机包括场级接口；其中，所述场群控制器的单机接口与至少一台风机控制器的单机接口通讯连接，所述VSG通信管理机的场级接口与至少一台场群控制器的场级接口连接。该系统能够将VSG与风电场场群控制器结合且能满足电力系统一次调频时间要求。

【技术实现步骤摘要】
风电场场群控制系统
本技术涉及风力发电
，特别是涉及一种风电场场群控制系统。
技术介绍
现有技术中大规模风电场群通常由并入电网同一个升压站的多个风电场组成，每个风电场包括几十台或者数百台风力发电机组，单个风电场内机组型号可以相同或者不同。为提高电网的安全稳定性以及对风力发电机组出力调整的合理性，需要风电场群主动参与电力系统一次调频，协调电力系统快速进行功率平衡调节。由于风电场占地面积庞大，各个机位点的地形条件、风况条件、每台机组的工况不一致，当前行业内通常在每个风电场内设置一台场群控制器，分别控制每台机组的启停机操作、有功出力和无功出力等。现有技术中还提供一种VSG(VirtualSynchronousGenerator，虚拟同步发电机)系统，通过系统的控制可使风电机组从外特性上模拟或部分模拟出同步发电机的频率及电压控制特性。然而，该系统通过常规TCP/IP网络通讯方式与汇集多个风电机组变流器信息的通信管理装置进行通讯，这些通信管理装置再通过网络或串口MODUBS协议与下面的各变流器通讯；通信管理装置将对MODBUS通讯转换为IEC104、IEC103等网络TCP/IP通讯协议后再通过光纤环网接入到站内环网总交换机，然后再经过2～3级交换机再接入到VSG。多次通讯协议转换导致从调度中心整个闭环控制响应时间长达2分钟以上。而当前行业内，光伏、风电等新能源电站的一次调频启动响应时间一般为15s至20s，显然，现有的VSG系统无法达到电力系统一次调频的速度和性能要求。因此，需要提供一种将VSG与风电场场群控制器结合且能满足电力系统一次调频时间要求的风电场场群控制系统。
技术实现思路
本技术实施例提供一种风电场场群控制系统，能够将VSG与风电场场群控制器结合且能满足电力系统一次调频时间要求。本技术实施例提供一种风电场场群控制系统，所述系统包括：风机控制器，设置于风电场的风力发电机组，所述风机控制器包括单机接口；场群控制器，设置于风电场汇流线路连接的升压站，所述场群控制器包括单机接口和场级接口；VSG通信管理机，设置于所述升压站，所述VSG通信管理机包括场级接口；其中，所述场群控制器的单机接口与至少一台风机控制器的单机接口通讯连接，所述VSG通信管理机的场级接口与至少一台场群控制器的场级接口连接。在本技术的一个实施例中，所述场群控制器与风机控制器之间基于PROFINET协议进行实时通信。在本技术的一个实施例中，所述场群控制器与风机控制器之间采用主从控制方式，所述场群控制器工作为PROFINET主站，所述风机控制器工作为PROFINET从站。在本技术的一个实施例中，所述场群控制器将单机有功调整指令发送至参与频率调节的风力发电机组的风机控制器。在本技术的一个实施例中，所述VSG通信管理机与场群控制器之间基于OPC协议进行通信。在本技术的一个实施例中，所述VSG通信管理机与场群控制器之间采用主从控制方式，所述VSG通信管理机工作为主站，所述场群控制器工作为从站。在本技术的一个实施例中，所述VSG通信管理机将场级有功调整指令发送至所述场群控制器。在本技术的一个实施例中，所述系统还包括测控装置，用于采集升压站并网点的电能信号；所述测控装置与所述VSG通信管理机通信连接，将所述升压站并网点的电能信号发送至VSG系统。在本技术的一个实施例中，所述测控装置与所述VSG通信管理机通过串行通信接口通信连接。本技术实施例提供的风电场场群控制系统，能够控制大型风电场内每台机组根据各自机位点的地形、风况和工况特性合理进行有功出力控制参与电力系统一次调频。本技术的实施例还在VSG通信管理机和场群控制器之间采用OPC协议兼容不同厂家的设备，VSG通信管理机设置为主站，场群控制器设置为从站，通信时间周期小于50ms；场群控制器和各台风力发电机组之间采用PROFINET协议，场群控制器设置为主站，各台机组设置为从站，通信时间周期小于20ms，整个闭环控制响应时间小于15s，能够满足电力系统一次调频时间要求。附图说明下面将参考附图来描述本技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。图1示出了本技术实施例提供的风电场场群控制系统的第一种结构示意图；图2示出了本技术实施例提供的风电场场群控制系统的第二种结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本技术的原理，但不能用来限制本技术的范围，即本技术不限于所描述的实施例。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底端”、“顶端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。图1示出了本技术实施例提供的风电场场群控制系统的第一种结构示意图。该系统包括风机控制器101，设置于风电场的风力发电机组，所述风机控制器101包括单机接口102；场群控制器201，设置于风电场汇流线路连接的升压站，所述场群控制器201包括单机接口202和场级接口203；VSG通信管理机301，设置于所述升压站，所述VSG通信管理机301包括场级接口302；其中，所述场群控制器的单机接口202与至少一台风机控制器的单机接口102通讯连接，所述VSG通信管理机的场级接口302与至少一台场群控制器的场级接口203连接。所述VSG通信管理机301与VSG虚拟同步发电机系统通讯连接。基于图1所示的通信架构，场群控制系统集成了虚拟同步发电机VSG和场级控制器的控制功能，能够控制大型风电场内每台机组根据各自机位点的地形、风况和工况特性合理进行有功出力控制参与电力系统一次调频。其中，场群控制器201与风机控制器101之间基于PROFINET协议进行实时通信。根据响应时间的不同，PROFINET支持三种通讯方式：TCP/IP标准通讯、实时(RT)通讯和同步实时(IRT)通讯。本示例中，场群控制器201与风机控制器101之间采用PROFINET协议的实时(RT)通讯方式，基于以太网第二层(Layer2)的实时通讯通道，减少了数据在通讯栈中的处理时间。在一个优选示例中，场群控制器201与风机控制器101之间通讯时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电场场群控制系统，其特征在于，所述系统包括：/n风机控制器，设置于风电场的风力发电机组，所述风机控制器包括单机接口；/n场群控制器，设置于风电场汇流线路连接的升压站，所述场群控制器包括单机接口和场级接口；/nVSG通信管理机，设置于所述升压站，所述VSG通信管理机包括场级接口；/n其中，所述场群控制器的单机接口与至少一台风机控制器的单机接口通讯连接，所述VSG通信管理机的场级接口与至少一台场群控制器的场级接口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电场场群控制系统，其特征在于，所述系统包括：
风机控制器，设置于风电场的风力发电机组，所述风机控制器包括单机接口；
场群控制器，设置于风电场汇流线路连接的升压站，所述场群控制器包括单机接口和场级接口；
VSG通信管理机，设置于所述升压站，所述VSG通信管理机包括场级接口；
其中，所述场群控制器的单机接口与至少一台风机控制器的单机接口通讯连接，所述VSG通信管理机的场级接口与至少一台场群控制器的场级接口连接。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述场群控制器与风机控制器之间基于PROFINET协议进行实时通信。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述场群控制器与风机控制器之间采用主从控制方式，所述场群控制器工作为PROFINET主站，所述风机控制器工作为PROFINET从站。


4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述场...

【专利技术属性】
技术研发人员：左美灵，包献文，刘艳录，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65