風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站綜合自動(dòng)化配置

石 成

（乾安網(wǎng)新風(fēng)電有限公司，吉林 松原 131400）

概述

近年來，風(fēng)力發(fā)電作為清潔能源的主要代表，在電網(wǎng)中所占的比重是越來越大，因而研究風(fēng)電場(chǎng)的相關(guān)技術(shù)就顯得至關(guān)的重要。風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要包括智能化監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和電網(wǎng)接納能力等關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)的研究和開發(fā)利用是保證風(fēng)力發(fā)電高效進(jìn)行的主要手段。因此，風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站綜合自動(dòng)化配置在一定程度上影響了我國風(fēng)電行業(yè)的穩(wěn)定和快速集中式發(fā)展。

一、風(fēng)電場(chǎng)概述

風(fēng)電場(chǎng)升壓變電發(fā)電過程中應(yīng)該要注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容，第一，風(fēng)電場(chǎng)電機(jī)正常情況下負(fù)載一般不高，但是，有時(shí)也可能會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的高負(fù)載發(fā)電運(yùn)行情況。因此，風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電過程中應(yīng)該注意對(duì)其負(fù)載的控制，尤其是要對(duì)電流密度進(jìn)行檢驗(yàn)。第二，風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電的接線方式不僅僅可以采用架空方式進(jìn)行連接，也可以采用電纜方式進(jìn)行連接。接線風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)目應(yīng)該根據(jù)具體的情況而定。第三，為了減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸送電能過程中電量的損失，應(yīng)該采取升壓輸電的方式。一般的升壓變壓器可以與高低壓斷路器一起組成升壓箱變，以保證升壓過程的順利進(jìn)行。目前，我國風(fēng)力發(fā)電輸電過程中使用較廣的升壓變壓器主是選用油浸式變壓器和干式變壓器。但是，升壓變壓器還應(yīng)該根據(jù)不同的場(chǎng)合和風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

二、升壓變電站概述

風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的發(fā)電過程應(yīng)該注意包括以下幾個(gè)方面，第一，風(fēng)電場(chǎng)是利用風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的過程，但是由于大自然的風(fēng)速是不可控制的，使得風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)存在隨時(shí)可能投入發(fā)電和突然停止發(fā)電的狀況。因此，在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)升壓變電站設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們應(yīng)該注意風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電的可靠性。升壓變電站在低壓范圍內(nèi)，可以不考慮進(jìn)行分段設(shè)計(jì)。然而，分段設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還應(yīng)該考慮風(fēng)力發(fā)電的電量，以保證電量的輸送。第二，風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站一般都安裝在風(fēng)力資源相對(duì)比較豐富的地區(qū)，但是，這些地方對(duì)土地的控制不高，一般用于建設(shè)風(fēng)力發(fā)電站的土地資源比較廣泛。第三，對(duì)于一些土地利用不好的地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電站的安裝應(yīng)該采用更加先進(jìn)的發(fā)電設(shè)備。第四，風(fēng)電場(chǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)和升壓變電系統(tǒng)是分開的兩個(gè)系統(tǒng)，但是，這兩個(gè)系統(tǒng)一般都安裝在同一個(gè)地方。可是當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分布比較分散的時(shí)候，對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)分開安裝。因此，風(fēng)電場(chǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)是升壓變電站中一個(gè)非常重要的系統(tǒng)，不僅僅可以獨(dú)立的監(jiān)控，還能夠和升壓變電系統(tǒng)建設(shè)在一起。第五，由于我國的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)大多建設(shè)在位置比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，因而升壓變電站的建造和發(fā)電過程之中應(yīng)該要求發(fā)電工作人員具有更高的綜合素質(zhì)。

三、變電站數(shù)字化和自動(dòng)化的系統(tǒng)綜合配置

3.1 過程層

在風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站綜合自動(dòng)化配置過程之中，過程層是一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行結(jié)合的層面，也是智能化發(fā)電設(shè)備的智能化部分。過程層一般包括以下三個(gè)方面的功能，第一，檢測(cè)電力運(yùn)行的實(shí)時(shí)電氣量。這主要是指對(duì)電流、電壓和發(fā)電相位等進(jìn)行檢查，隨著時(shí)代的發(fā)展，在風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站發(fā)電系統(tǒng)中，光電電流互感器會(huì)慢慢取代傳統(tǒng)的電磁式電流互感器。第二，檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù)。風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)統(tǒng)計(jì)變電站都需要進(jìn)行對(duì)其狀態(tài)參數(shù)的檢測(cè)。主要包括的設(shè)備主要有變壓器、電抗器和電容器等，主要檢測(cè)的指標(biāo)有風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的溫度、壓力和運(yùn)行狀態(tài)等。第三，操作控制驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行。風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的操作控制的執(zhí)行和驅(qū)動(dòng)主要包括調(diào)節(jié)控制變壓器分接頭、電抗器和控制直流電源充放電等。過程層的控制執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)一般都是一個(gè)被動(dòng)的過程，一般都是按照上一層的指令進(jìn)行控制的。風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的智能性可以自動(dòng)判定和識(shí)別上層發(fā)出的命令，同時(shí)，還可以對(duì)講義執(zhí)行的命令進(jìn)行精確控制，并且這樣的控制應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行操作。

3.2 間隔層

風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的間隔層的設(shè)備主要包括以下幾個(gè)方面的功能，第一，能夠?qū)⑦^程層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行匯總處理。第二，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的發(fā)電一次設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和控制等功能。第三，還能夠?qū)﹂g隔層的操作進(jìn)行封閉處理。第四，能夠?qū)?shí)施操作過程進(jìn)行同時(shí)控制。第五，間隔層還能對(duì)數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)運(yùn)算等進(jìn)程優(yōu)先控制。第六，間隔層還能很快地完成過程層、間隔層和站控層之間的通信功能。對(duì)于一些風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，為了提高信息通信的速度，以保證發(fā)電過程的順利進(jìn)行。

3.3 站控層

風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的站控層主要包括以下幾個(gè)方面的任務(wù)，第一，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)變電站的發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)匯總處理，隨時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。第二，站控層還能將有關(guān)的發(fā)電數(shù)據(jù)和信息按照相關(guān)的規(guī)定及時(shí)發(fā)送到控制中心。第三，站控層能夠接受控制中心發(fā)出的相關(guān)命令，進(jìn)而就能夠?qū)⑿畔⒑蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)竭^程層和間隔層。第四，可以在線進(jìn)行全站進(jìn)行封閉操作控制。第五，站控層還能夠?qū)^程層和間隔層的設(shè)備進(jìn)行在線維護(hù)和修改處理。第六，站控層還具有自動(dòng)化分析風(fēng)電場(chǎng)變電站出現(xiàn)的故障，同時(shí)就可以進(jìn)行控制等功能。

結(jié)語

總而言之，我國風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站發(fā)電系統(tǒng)還處于初級(jí)階段，風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站綜合自動(dòng)化配置不僅與風(fēng)力發(fā)電的投資有關(guān)，還與整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電技術(shù)方案有很大的關(guān)系。所以，明確認(rèn)識(shí)風(fēng)電場(chǎng)和升壓變電站等基本概念，對(duì)于進(jìn)一步開發(fā)風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站的發(fā)電技術(shù)具有很大的促進(jìn)作用。因此，現(xiàn)階段研究風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站綜合自動(dòng)化配置具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。由于本人的知識(shí)水平有限，因此，如有不到之處，還望不吝指正。

[1]李遠(yuǎn).風(fēng)電場(chǎng)工程升壓站配置方案例證[J].風(fēng)電場(chǎng)，2013（29）：66-69.

[2]田艷，任強(qiáng)，盛和樂.風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站智能化技術(shù)方案與應(yīng)用[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2012（06）：76-80.

[3]劉偉達(dá)，孫銀茹.風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站綜合自動(dòng)化配置[J].電力技術(shù)，2012（20）：117-118.