风电有功功率自动控制技术规范.docx
《风电有功功率自动控制技术规范.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风电有功功率自动控制技术规范.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
风电有功功率自动控制技术规范
风电有功功率自动控制技术规范
Technicalspecificationforautomaticgenerationcontrolofwindpower
2014-12-20发布2014-12-20实施
目次
前言.................................................................................II
1范围................................................................................1
2规范性引用文件......................................................................1
3术语和定义..........................................................................1
4总则................................................................................3
5调度中心侧风电有功功率自动控制技术要求..............................................3
6风电场侧有功功率自动控制技术要求....................................................5附录A................................................................................8编制说明..............................................................................12
I
前言
为促进风电接入电网后的安全、优质、经济运行，规范国家电网范围内风电有功功率自动控制工作，提高风电利用率，特制订本标准。
本标准由国家电网公司国家电力调度控制中心提出并解释。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准起草单位：
国网吉林省电力有限公司，清华大学，中国电力科学研究院。
本标准主要起草人：
郑太一，董存，孙勇，张小奇，杨国新，王彬，和青，范国英，范
高锋，黄越辉，吴文传，李育发，张继国，李振元，李宝聚，曹政，王泽一。
本标准首次发布。
风电有功功率自动控制技术规范
1范围
本标准规定了风电有功功率自动控制的技术要求，包括控制模式、控制策略、功能要求及性能指标等。
本标准适用于含风电场接入的电网调度控制中心及通过110（66）kV及以上电压等级线路接入电力系统的风电场。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T19963—2011风电场接入电力系统技术规定DL/T516—电力调度自动化系统运行管理规程
DL/T634.5101—2002远动设备及系统第5101部分：
传输规约基本远动任务配套标准（IEC60870-5-101:
2002IDT）
DL/T634.5104—2002远动设备及系统第5104部分：
传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-104网络访问（IEC60870-5-104:
2000IDT）
国家电监会5号令电力二次系统安全防护规定Q/GDW1907—2013风电场调度运行信息交换规范
Q/GDW680.35—2011智能电网调度技术支持系统第3-5部分：
基础平台数据采集与交
换
Q/GDW680.42—2011智能电网调度技术支持系统第4-2部分：
实时监控与预警类应用
水电及新能源监测分析
Q/GDW680.43—2011智能电网调度技术支持系统第4-3部分：
实时监控与预警类应用电网自动控制
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
风电场windfarm;windpowerplant
由一批风电机组（包括机组单元变压器）、汇集线路、主升压变压器及其他设备组成的发电站。
3.2
风电有功功率自动控制windpowerautomaticgenerationcontrol
指利用计算机系统、通信网络和可调控设备，根据电网实时运行工况在线计算风电场控制策略，并自动闭环控制风电场有功出力，以保证电网安全并提高风电利用率。
3.3
风电有功功率自动控制主站windpowerautomaticgenerationcontrolmasterstation
设置在调度控制中心，用于风电有功功率自动控制分析计算并发出控制指令的计算机系统及软件。
3.4
风电有功功率自动控制子站windpowerautomaticgenerationcontrolslavestation
运行在风电场就地的自动有功控制装置或软件，用于接收、执行风电有功功率自动控制主站的有功控制指令，并向主站反馈信息。
3.5
风电场并网点pointofconnectionofwindpowerplant
风电场升压站高压侧母线或节点。
3.6
风电场有功功率activepowerofwindpowerplant
风电场输入到并网点的有功功率。
3.7
风电机组监控系统supervisionandcontrolsystemforwindgenerators
以计算机技术和通信技术为基础对风电机组运行过程进行实时监视和控制的系统。
3.8
风电场升压站监控系统supervisionandcontrolsystemforwindfarmstep-upstation
采集风电场升压站实时数据，并对升压站进行控制的系统。
3.9
风电场功率预测WindPowerPlantForecasting
对风电场未来一段时间内的输出功率进行预测的技术或功能的统称。
4总则
4.1风电有功功率自动控制一般由运行在调度控制中心的主站和运行在风电场侧的子站组成。
两者通过电力调度数据网或专用远动通道进行通信。
4.2风电有功功率自动控制的主要控制对象是风电场内的各可控风电机组，风电有功功率自动控制主站的任务是根据电网和各风电场的运行情况实时计算各风电场的有功出力设定值并下发至风电场；风电有功功率自动控制子站的任务是协调风电场内的各可控风电机组，实时跟踪主站下发的有功调节指令，同时实时反馈风电场运行信息。
4.3风电有功功率自动控制适用于电网稳态条件的秒级/分钟级自动控制，在电网事故或异常情况下，必要时闭锁或退出风电有功功率自动控制。
4.4风电有功功率自动控制应满足设备安全和现场安全运行要求，主站与子站之间的通信满足国家电监会5号令要求。
5调度中心侧风电有功功率自动控制技术要求
5.1基本要求
5.1.1调度控制中心侧风电有功功率自动控制功能主要由风电有功功率自动控制主站来实现，风电有功功率自动控制主站实时获取电网和各风电场的运行和控制状态，并进行在线控制计算，在保证电网安全的前提下，给出提高风电利用率的风电场控制策略，并将控制策略下发至各风电场。
5.1.2风电有功功率自动控制主站应具有开环控制和闭环控制两种控制方式。
在开环控制方式下，风电场有功控制策略在主站显示作为参考；在闭环控制方式下，风电场有功控制策略自动下发到风电场执行。
正常情况下风电有功功率自动控制主站应运行在闭环控制模式。
5.2控制模式
5.2.1基点调节模式：
控制指令由调度运行人员人工输入。
5.2.2计划调节模式：
将调度中心离线制定的风电场发电计划下发至风电场。
5.2.3实时调节模式：
通过分钟级在线计算，实时给出各风电场的有功控制策略，并通过安全校核后下发至风电场，适用于调峰或断面约束等控制。
5.3控制策略
5.3.1控制对象是各风电场并网点的有功功率。
5.3.2控制目标：
a）满足电网运行安全约束；b）风电利用率最高。
5.3.3控制约束：
a）风电送出断面的安全约束；b）常规机组的向下旋转备用约束和降有功调节速率约束；c）联络线计划值与实际值偏差的约束；d）风电场有功的上限和下限约束。
5.4功能要求
5.4.1数据采集
a）按照Q／GDW680.42—2011要求，实时获取各风电场功率预测数据及各风电场的有功计划曲线；
b）按照Q／GDW680.35—2011要求，实时获取风电场有功功率、有功理论最大可发、风电有功功率自动控制子站的运行和控制状态、风电送出断面运行数据等实时信息；c）按照Q／GDW680.35—2011要求，实时获取参与AGC的机组实时数据（投入容量，向下可调节裕度等）、联络线的实时数据（计划值，实际值）、区域控制偏差等实时
信息。
5.4.2风电场运行状态实时监视
a）风电场并网点有功信息，包括当前有功值，最大理论可发等。
对于数据明显异常的情况进行告警；
b）风电有功功率自动控制子站运行信息，包括当前运行状态（投入/退出）、当前控制模式（远方/就地）等。
5.4.3控制策略计算
按照Q／GDW680.43—2011，考虑电网接纳能力和风电场上送的实时信息，进行全网风电调度有功决策，应采用成熟、高效、先进、实用的设计和算法，保证策略计算的可靠性和有效性。
5.4.4统计分析
a）存储风电有功功率自动控制的关键历史数据，包括但不限于：
各风电场的运行状态、有功功率自动控制功能的投入状态、并网点有功功率实时值、预测值和设定值等，各风电送出断面的有功实时值和运行上限等，区域控制偏差，常规机组的AGC向下旋转备用总和等；
b）统计风电有功功率自动控制的运行和控制信息，包括但不限于：
各风电场有功功率自动控制模块的投运率和调节合格率等；
c）记录操作人员的操作记录，包括但不限于操作时间，操作用户，操作工作站，操作内容等；
d）支持历史和统计数据的导出。
5.5与风电有功功率自动控制子站的通讯接口
5.5.1风电有功功率自动控制主站下发给各风电场的控制指令可依据实际情况选择确定，如：
风电场有功设定值或调整量等，具体通信内容见附表A.1。
5.5.2按照Q/GDW1907-—013，采用已有的电网调度控制系统与风电场已有数据通道和通信规约（如依照DL/T634.5101—2002、DL/T634.5104—2002等）来完成控制指令的下发。
5.6性能指标
5.6.1主站控制周期指主站向子站下发控制指令的时间间隔，宜≤2min。
5.6.2单次策略计算时间指主站每次控制策略计算耗时，宜≤2s。
5.6.3主站可用率
计算公式：
风电AGC主站正常运行时间⨯100%，宜≥99.9%。
全年总时间
5.6.4主站关键历史数据存储时间：
≥2年。
6风电场侧有功功率自动控制技术要求
6.1基本要求
6.1.1风电有功功率自动控制子站可作为功能模块集成于风电场综合监控系统，也可新增外挂式独立系统。
风电有功功率自动控制子站负责监视风电场内各风电机组的运行和控制状态，并进行在线有功分配，响应执行主站的调度指令或者人工指令。
6.1.2风电场侧风电有功功率自动控制具备远方/就地两种控制方式，在远方控制方式下，子站实时追踪主站下发的控制目标；在就地控制方式下，子站按照预先给定的风电场有功功率计划曲线进行控制。
正常情况下风电有功功率自动控制子站应运行在远方控制方式。
6.1.3当风电有功功率自动控制位于就地控制时，风电有功功率自动控制子站与主站要保持正常通信，风电场子站上送调度主站的数据（包括但不限于全风电场总有功、风电场理论有功最大可发、子站的运行和控制状态等）要保持正常刷新。
6.2控制策略
6.2.1控制对象是风电场内各可控风电机组或者风电机组群。
6.2.2控制目标a）风电场有功功率与其设定值偏差最小。
b）降低风电机组的启停机次数。
c）各风电机组出力均衡。
6.2.3控制约束
a）风电机组有功上下限约束。
b）风电机组启/停的动作次数、动作时间间隔等约束。
6.3功能要求
6.3.1实时监视a）风电场有功功率实时值，调度控制指令，理论最大可发出力等；b）各风电机组的运行状态、控制状态、有功功率等。
6.3.2控制功能
a）当风电有功功率自动控制子站接收到的当前有功计划值小于风电场当前出力时，执行降低总有功出力的控制，能综合考虑各风电机组的运行状态和当前有功出力，按照等裕度或等比例等方式，合理进行有功分配；
b）当风电有功功率自动控制子站接收到的当前有功计划值大于风电场当前出力时，执行增加总有功出力的控制，能综合考虑各风电机组的运行状态和有功出力预测值，按照等裕度或等比例等方式，合理进行有功分配；
c）风电有功功率自动控制子站应能够对风电场有功出力变化率进行限制，在风电场并网以及风速增长过程中，1min有功功率变化和10min有功功率变化最大限值不应超过GB/T19963—2011中对有功功率变化的要求，以防止功率变化波动较大对电网的影响；
Q/GDW11273—2014
d）具备接收主站下发的紧急切除有功指令功能。
在紧急指令下，在指定的时间内全站
总有功出力未能达到控制目标值时，子站可以采用向风电机组下发停运指令，或者通过遥控指令拉开集电线开关等方式，快速切除有功出力；
e）当风电场并网点为多分段母线时，能够分别接收不同母线所连接的送出线总有功设定值指令；
f）风电场有功功率自动控制子站在生成风电机组有功控制指令时还应考虑风电场无功电压调节设备的调节能力和调节速率约束，避免无功调节速度不能跟踪有功的快速变化，导致风电场出现电压安全问题。
6.3.3异常处理
a）具备报警处理功能，子站运行异常或故障时能自动报警，停止分配结果输出，并形成事件记录；
b）具备自动转就地控制功能。
当超过一定时间无法接收到主站下发的控制指令或主站指令通不过校验时，应报警并自动切换到就地控制方式；
c）具备安全闭锁功能，当设备出现异常时应能自动闭锁出，退出自动控制，并给出告警，正常后恢复自动控制；
d）可对告警、闭锁原因、人员操作等形成事件记录。
6.3.4人工干预a）可人工设置风电有功功率自动控制子站的运行和控制状态；b）可人工闭锁/解锁风电场内各台风电机组，退出/投入自动控制；
c）具备控制测试功能，可以对各台参与控制风电机组下发测试指令，检查控制效果；d）具备权限管理功能，能够对不同的登录用户赋予不同的权限，保证操作安全；e）具备系统管理和参数设置功能。
6.3.5统计分析
a）存储风电场风电有功功率自动控制的关键历史数据，包括但不限于：
全风电场总有功功率的预测值、实时值和控制值，各台风电机组（或者风电机组群）的运行状态、有功功率自动控制功能的投入状态、有功功率实时值、预测值和设定值等等；
b）统计各台风电机组（或者风电机组群）的有功功率自动控制的运行和控制信息，包括但不限于：
投运率和调节合格率等；
c）支持历史和统计数据的导出。
6.4通讯接口
6.4.1与风电机组监控系统的数据交互（如附表A.2）
a）实时采集传送各风电机组的运行信息，同时下发针对各风电机组（或者风电机组群）的有功控制指令；
b）通信接口推荐采用网络TCP/IP通信方式或104规约，至少具备网络MODBUS（TCP/IP）
或OPC通信接口。
6.4.2与风电场升压站监控系统的数据交互（如附表A.3）
a）实时采集升压站运行信息、接收主站下发的控制指令，并将风电场运行信息转发至主站；
b）通信接口推荐采用网络TCP/IP通信方式或104规约。
至少应具备232/485串口方式、
101或CDT规约。
6.4.3若采用规约通讯方式，则需要具备报文监视功能，并支持报文的导出以便于人工分析。
Q/GDW11273—2014
6.5性能指标
6.5.1子站投运率
计算公式：
风电场投入闭环运行时间
风电场出力满足AGC运行时间
⨯100%，宜≥99.9％
6.5.2子站调节合格率，子站跟踪主站下发的有功指令，在规定时间内到达规定的死区范围内为合格点。
计算公式：
子站执行合格点数主站下发调节指令次数
⨯100%，宜≥99％
6.5.3控制精度要求风电场有功功率控制跟踪死区：
≤1MW
6.5.4实时性要求
a）控制计算周期：
≤10s；b）接收风电机组监控系统数据的采集周期：
≤5s；c）接收升压站监控系统数据的采集周期：
≤5s；d）向调度主站上送数据的刷新周期：
≤5s；e）控制指令响应到位时间：
≤30s。
6.5.5关键历史数据存储时间：
≥1年
Q/GDW11273—2014
附录A
（资料性附录）基本采集信息表
表A.1主站下发给风电有功功率自动控制子站的控制命令
序号
信号名称
备注
1
风电场有功功率控制目标或者调整量
主站以风电场有功功率作为控制对象，风电有
功功率自动控制子站通过就地有功分配和调节，完成对主站指令的追踪
2
控制指令类型
自由发指令/正常调节指令
表A.2风电有功功率自动控制子站上送到主站的运行信息
序号
信号名称
备注
1
子站功能投入/退出信号
上送子站功能是否投入的信号
2
子站远方/就地信号
上送风电有功功率自动控制子站的远方/就地
状态信号
3
风电场有功最大理论可发
风电场有功最大理论可发
4
风电场有功增出力闭锁信号
1：
风电场有功增出力闭锁
0：
风电场有功增出力解锁
5
风电场有功减出力闭锁信号
1：
风电场有功减出力闭锁
0：
风电场有功减出力解锁
表A.3风电有功功率自动控制子站下发给风电机组监控系统的设定值
序号
信号名称
备注
1
单台风电机组有功值
单机控制下，风电有功功率自动控制子站下发
各单机的有功设定值。
2
启/停单风电机组的遥控
1：
启动该风电机组
0：
停止该风电机组
3
风电机组群的总有功值
在风电机组群控制下，风电有功功率自动控制
子站下发风电机组群的总有功设定值。
表A.4风电有功功率自动控制子站接收风电机组监控系统的数据
序号
信号名称
备注
1
各风电机组有功
适用于单机控制模式
2
各风电机组风速
适用于单机控制模式
8
Q/GDW11273—2014
表A.4（续）
3
各风电机群实发有功功率
适用于成组控制模式
4
各风电机群理论可发有功
适用于成组控制模式
5
各风电机组正常发电状态
1发电、0非正常发电
6
各风电机组限功率状态
1限功率、0非限功率
7
各风电机组待风状态
1待风、0非待风
8
各风电机组停运状态
1停运、0非停运
9
各风电机组通信状态
与风电机组监控的通讯状态，1中断、0正常
10
各风电机群AGC功能投入
成组控制模式
表A.5风电有功功率自动控制子站发送给升压站监控系统的控制命令
序号
信号名称
备注
1
集电线路开关遥控指令
表A.6风电有功功率自动控制子站从升压站监控系统接收数据
序号
名称
备注
1
各条集电线有功
2
高压出线有功
3
集电线路开关状态
4
各主变高低压侧开关状态
9
Q/GDW11273—2014
风电有功功率自动控制技术规范
编制说明
10
目次
1编制背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
2编制主要原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3与其它标准文件的关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
4主要工作过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
5标准结构和内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
6条文说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
1编制背景
本标准依据《国家电网公司关于下达2013年度公司技术标准制修订计划的通知》（国家电网科〔2013〕50号）的要求编写。
目前国内已有多家网、省级电网公司建设了针对风电接入的风电有功功率自动控制，尚无相关国家标准对其进行规范，由于不同完成单位和生产厂家在功能需求和技术理念上的差异，这些风电有功功率自动控制在技术路线、功能体系、实施方案上有较大差别，亟需国家电网公司进一步统一要求。
2编制主要原则
根据国家电网公司要求，在广泛调研和认真总结我国各网省公司已有风电有功功率自动控制的系统建设情况、技术方案和实施现状的基础上，编制了本标准。
作为国家电网公司的企业标准，为保持风电有功功率自动控制技术的领先水平，满足国家电网公司对提高大规模电网调度运行管理水平的要求，从技术路线和功能体系设计上充分考虑了先进性。
本标准体现要创新性和传承性的统一，吸取各网省风电有功功率自动控制的技术优势，考虑技术路线具有延续性和以往的技术成果。
在总则部分，阐述了风电有功功率自动控制的基本组成结构，明确了风电有功功率自动控制的建设目标、控制手段和适用条件。
在调度控制中心侧，阐述了风电有功功率自动控制的基本要求，控制模式，控制策略、功能要求和与风电场的通讯接口，提出了明确的性能指标要求。
相关指标综合考虑了先进性和可实施性。
在风电场侧，阐述了风电有功功率自动控制的基本要求，控制策略、功能要求和风电场内各功能间的通讯接口，提出了明确的性能指标要求。
相关指标综合考虑了先进性和可实施性。
3与其他标准的关系
引用了GB/T19963—2011风电场接入电力系统技术规定的相关规定。
引用了DL/T516电力调度自动化系统运行管理规程的相关规定。
引用了DL/T634.5101—2002远动设备及系统第5101部分：
传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问（IEC60870-5-101:
2000IDT）的相关规定。
引用了D
升级会员 