風力電廠電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計的思考

1、 風力電廠電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計的思考 摘要：電力能源是我國的核心能源之一，風力發(fā)電是電力能源發(fā)展的重要方向。為了保障輸電的穩(wěn)定性，在電廠電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計過程中，需要考慮到可靠性、安全性以及一體性等諸多要求，優(yōu)化組網(wǎng)設(shè)計系統(tǒng)，才能夠保障其風力發(fā)電作用。故此，文章將分析電廠電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計要求，并以a風力電廠為例，從監(jiān)控范圍、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、系統(tǒng)建設(shè)三個方面進行綜合分析，旨在促進風力電廠發(fā)展。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計；風力發(fā)電隨著傳統(tǒng)化石能源不斷減少，我國大力發(fā)展電力能源，穩(wěn)定國家能源安全性。風力電廠能夠減少能源消耗，將可再生、清潔能源轉(zhuǎn)化為常用電力能源，優(yōu)化國家能源結(jié)構(gòu)。為了保障風力電

2、廠電力輸送的穩(wěn)定性、安全性，要強化電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計效果，提升機組運行水平。風力電廠相比于其他能源發(fā)電廠，具有鮮明的場區(qū)分布特點，分散性強，需要合科學地進行組網(wǎng)設(shè)計，才能夠滿足風力電廠機組運行需求。由此可見，分析在風力發(fā)電廠中如何進行電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計是十分必要的。1. 風力電廠電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計要求風力電廠電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計過程中，不僅要考慮系統(tǒng)的先進性，還要考慮到系統(tǒng)適用性，是否符合電廠自身建設(shè)能力，節(jié)約系統(tǒng)建設(shè)投入成本。組網(wǎng)設(shè)計后，也要對其經(jīng)濟性、可靠性、實用性進行綜合評估，選擇最佳設(shè)計方案。網(wǎng)絡(luò)化：能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化信號傳輸，控制信號傳輸與設(shè)備開關(guān)。組網(wǎng)設(shè)計過程中需要堅持iec61

3、850技術(shù)規(guī)范，嚴格按照通信協(xié)議進行建設(shè)1。一體化：但在綜保裝置安裝過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)就地安裝，一體化設(shè)計，并且直接運用pt/ct信號，測控設(shè)備運行狀況，傳輸設(shè)備運行信息?？煽啃裕猴L力發(fā)電廠在進行二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計過程中，可以通過雙以太網(wǎng)實現(xiàn)提升系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)建設(shè)過程中，主要采用電纜進行系統(tǒng)連接，實現(xiàn)了電磁兼容，提升各個系統(tǒng)模塊之間的鏈接可靠性。經(jīng)濟性：智能化水平越高，組網(wǎng)設(shè)計水平越高，但投入經(jīng)費也越高。風力電廠在進行設(shè)計時，需要控制測控功能需求，也要控制設(shè)計經(jīng)費，盡量共享設(shè)備信息，并對系統(tǒng)進行集成管理，減少資本投入，也能夠多次利用一些設(shè)備，縮小繼電器室內(nèi)面積。2. 風力電廠電氣二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計

4、以a風力電廠為例1. 工程概況a風力電廠規(guī)劃250mw，在一期工程建設(shè)中計劃安裝50臺風力發(fā)電機組（單機：1250kw）。機組之間采用單元接線方式，輸出電量電壓為35kv，并配置5條（35kv，單條10臺風力發(fā)電機組）線路，將其接入到風場變電所當中。在母線設(shè)計上，需要安置自動無功補償裝置。工程建設(shè)過程中，需要設(shè)置一臺主要變壓器（220kv），用于升壓。如圖一：設(shè)計線路。圖一：設(shè)計線路a風力電廠各個部分分布較為松散，在設(shè)置二次監(jiān)控系統(tǒng)時可以將其分為兩個模塊：風電場變電站監(jiān)控系統(tǒng)與風力發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)，并借助信息技術(shù)通信技術(shù)實現(xiàn)模塊連接。1. 風力發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成：主控室中集中監(jiān)控系統(tǒng)與風

5、力發(fā)電機組控制器。風力發(fā)電機組控制器：在設(shè)計過程中需要重點考慮計算機單元、電源單元，保障電網(wǎng)的安全性、可靠性，能夠穩(wěn)定控制風力發(fā)電機組2。在計算機單元設(shè)計時，需要重點考慮50臺發(fā)電機機組控制穩(wěn)定性、聯(lián)系性問題，系統(tǒng)需要具有手動/遠程停機、開機功能，可以控制機組運行旋轉(zhuǎn)方向，并持續(xù)監(jiān)控機組運行狀態(tài)，掌握機組運行狀況3。2. 風電場變電站監(jiān)控系統(tǒng)風電場變電站監(jiān)控系統(tǒng)可以細化為箱變與變電站兩個部分：第一，箱變監(jiān)控。主要負責監(jiān)控箱變設(shè)備變化，確定設(shè)備開關(guān)狀態(tài)，電壓、電流、變壓器油溫等數(shù)據(jù)情況。通過箱變監(jiān)控，管理人員可以遠程、就近控制高低壓側(cè)開關(guān)。第二，變電站監(jiān)控。（1）主要監(jiān)控線路（220kv）中的電

6、流運行情況，確定保護信號是否正常。變電站監(jiān)控系統(tǒng)能夠開關(guān)、隔離設(shè)備；（2）監(jiān)控母線運行情況；（3）ups系統(tǒng)監(jiān)測；（4）計量儀表電能量信號監(jiān)測；（5）svc系統(tǒng)報警信號監(jiān)測等4。（三）網(wǎng)絡(luò)設(shè)置1、風力發(fā)電機組網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置時，要充分考慮a風力電廠分散分布特征，并且集中規(guī)劃機組線路，做好光纖通訊工作。根據(jù)一期建設(shè)量，共設(shè)計5條光纖通訊線路，單條光纖通訊線路可以對10臺風機機組進行監(jiān)控。在設(shè)計時，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以使用環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。針對線路與控制中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以采用星型網(wǎng)狀分布式。2、變電站網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在變電站主網(wǎng)設(shè)計過程，主要采用雙光纖以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并運用全交換星型網(wǎng)狀拓撲。相比于分層

7、分布式結(jié)構(gòu)，能夠避免分層、分布網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的繁瑣，也能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備進行安全保護，控制各項設(shè)備功能，并實現(xiàn)設(shè)備之間規(guī)模化信號傳輸。a風力電廠結(jié)合實際建設(shè)需求，構(gòu)建“三層次模型”自動化建設(shè)系統(tǒng)，能夠?qū)⒆冸娬揪W(wǎng)絡(luò)分為間隔層、變電站、過程層分成三個部分。第一，過程層：采集電氣設(shè)備運行信息，控制系統(tǒng)中的各項操作功能，并根據(jù)實際控制需求開關(guān)電器。在過程層建設(shè)過程中，由于信息技術(shù)水平限制，a風力電廠無法完全完成數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)，可以使用“斷路器智能接口裝置+傳統(tǒng)斷路器+傳統(tǒng)互感器”的方式完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并采用goose將間隔層與斷路器智能裝置連接，并按照行業(yè)標準進行通訊，使用光纜代替二次電纜，從滿足a風力電廠經(jīng)濟、

8、適用的建設(shè)需求5。第二，間隔層：由“保護裝置+線路測控+主變測控”所構(gòu)成，測控裝置應(yīng)用過程中需要堅持“測控與保護”分開原則。綜保裝置滿足一般執(zhí)行標準，具有系統(tǒng)防閉鎖功能。第三，變電站層：由“gps+通信管理系統(tǒng)+上位機系統(tǒng)+遠動主站”系統(tǒng)所構(gòu)成，使用雙光纖進行建設(shè)，能夠?qū)ed設(shè)備進行對時間，并將相關(guān)信息遠程傳輸。（四）系統(tǒng)建設(shè)35kv開關(guān)柜控制系統(tǒng)子網(wǎng)：將配電裝置、母線pt與35kv饋線綜保裝置放置于開關(guān)柜中，能夠保護、測試線路，完成信號采集，并具備系統(tǒng)監(jiān)測功能4。箱變控制系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)電機組位置、線路分布進行集中控制，5條光纖通訊線路都可以測試設(shè)備數(shù)據(jù)，是子網(wǎng)通訊功能中的一部分。結(jié)語：a風力電廠在構(gòu)建二次系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計時，需要結(jié)合a風力電廠的廠內(nèi)結(jié)構(gòu)分布狀況，將監(jiān)控范圍分為兩個模塊，從多方面構(gòu)建系統(tǒng)，滿足二次組網(wǎng)的多功能設(shè)計需求。各風力發(fā)電廠在借鑒a風力電廠組網(wǎng)設(shè)計方案時，需要從電網(wǎng)規(guī)模、分布特征、組網(wǎng)技術(shù)、組網(wǎng)需求等多個方面出發(fā)，優(yōu)化設(shè)計方案，構(gòu)建相對完善、穩(wěn)定、安全的設(shè)計系統(tǒng)，保障風力電廠機組運行穩(wěn)定性。參考文獻：1 李閩懷.發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)設(shè)計中防雷及接地系統(tǒng)的設(shè)計探討