风力电厂电气二次系统组网设计的思考

1、 风力电厂电气二次系统组网设计的思考 摘要：电力能源是我国的核心能源之一，风力发电是电力能源发展的重要方向。为了保障输电的稳定性，在电厂电气二次系统组网设计过程中，需要考虑到可靠性、安全性以及一体性等诸多要求，优化组网设计系统，才能够保障其风力发电作用。故此，文章将分析电厂电气二次系统组网设计要求，并以a风力电厂为例，从监控范围、网络设置、系统建设三个方面进行综合分析，旨在促进风力电厂发展。关键词：发电厂；二次系统组网设计；风力发电随着传统化石能源不断减少，我国大力发展电力能源，稳定国家能源安全性。风力电厂能够减少能源消耗，将可再生、清洁能源转化为常用电力能源，优化国家能源结构。为了保障风力电

2、厂电力输送的稳定性、安全性，要强化电气二次系统组网设计效果，提升机组运行水平。风力电厂相比于其他能源发电厂，具有鲜明的场区分布特点，分散性强，需要合科学地进行组网设计，才能够满足风力电厂机组运行需求。由此可见，分析在风力发电厂中如何进行电气二次系统组网设计是十分必要的。1. 风力电厂电气二次系统组网设计要求风力电厂电气二次系统组网设计过程中，不仅要考虑系统的先进性，还要考虑到系统适用性，是否符合电厂自身建设能力，节约系统建设投入成本。组网设计后，也要对其经济性、可靠性、实用性进行综合评估，选择最佳设计方案。网络化：能够实现数字化信号传输，控制信号传输与设备开关。组网设计过程中需要坚持iec61

3、850技术规范，严格按照通信协议进行建设1。一体化：但在综保装置安装过程中，能够实现就地安装，一体化设计，并且直接运用pt/ct信号，测控设备运行状况，传输设备运行信息。可靠性：风力发电厂在进行二次系统组网设计过程中，可以通过双以太网实现提升系统可靠性。系统建设过程中，主要采用电缆进行系统连接，实现了电磁兼容，提升各个系统模块之间的链接可靠性。经济性：智能化水平越高，组网设计水平越高，但投入经费也越高。风力电厂在进行设计时，需要控制测控功能需求，也要控制设计经费，尽量共享设备信息，并对系统进行集成管理，减少资本投入，也能够多次利用一些设备，缩小继电器室内面积。2. 风力电厂电气二次系统组网设计

4、以a风力电厂为例1. 工程概况a风力电厂规划250mw，在一期工程建设中计划安装50台风力发电机组（单机：1250kw）。机组之间采用单元接线方式，输出电量电压为35kv，并配置5条（35kv，单条10台风力发电机组）线路，将其接入到风场变电所当中。在母线设计上，需要安置自动无功补偿装置。工程建设过程中，需要设置一台主要变压器（220kv），用于升压。如图一：设计线路。图一：设计线路a风力电厂各个部分分布较为松散，在设置二次监控系统时可以将其分为两个模块：风电场变电站监控系统与风力发电机组监控系统，并借助信息技术通信技术实现模块连接。1. 风力发电机组监控系统系统构成：主控室中集中监控系统与风

5、力发电机组控制器。风力发电机组控制器：在设计过程中需要重点考虑计算机单元、电源单元，保障电网的安全性、可靠性，能够稳定控制风力发电机组2。在计算机单元设计时，需要重点考虑50台发电机机组控制稳定性、联系性问题，系统需要具有手动/远程停机、开机功能，可以控制机组运行旋转方向，并持续监控机组运行状态，掌握机组运行状况3。2. 风电场变电站监控系统风电场变电站监控系统可以细化为箱变与变电站两个部分：第一，箱变监控。主要负责监控箱变设备变化，确定设备开关状态，电压、电流、变压器油温等数据情况。通过箱变监控，管理人员可以远程、就近控制高低压侧开关。第二，变电站监控。（1）主要监控线路（220kv）中的电

6、流运行情况，确定保护信号是否正常。变电站监控系统能够开关、隔离设备；（2）监控母线运行情况；（3）ups系统监测；（4）计量仪表电能量信号监测；（5）svc系统报警信号监测等4。（三）网络设置1、风力发电机组网络设置在进行网络设置时，要充分考虑a风力电厂分散分布特征，并且集中规划机组线路，做好光纤通讯工作。根据一期建设量，共设计5条光纤通讯线路，单条光纤通讯线路可以对10台风机机组进行监控。在设计时，内部网络建设可以使用环网网络拓扑结构。针对线路与控制中心网络结构设计，可以采用星型网状分布式。2、变电站网络设置在变电站主网设计过程，主要采用双光纤以太网结构，并运用全交换星型网状拓扑。相比于分层

7、分布式结构，能够避免分层、分布网络建设的繁琐，也能够对电气设备进行安全保护，控制各项设备功能，并实现设备之间规模化信号传输。a风力电厂结合实际建设需求，构建“三层次模型”自动化建设系统，能够将变电站网络分为间隔层、变电站、过程层分成三个部分。第一，过程层：采集电气设备运行信息，控制系统中的各项操作功能，并根据实际控制需求开关电器。在过程层建设过程中，由于信息技术水平限制，a风力电厂无法完全完成数字化系统建设，可以使用“断路器智能接口装置+传统断路器+传统互感器”的方式完成网络建设，并采用goose将间隔层与断路器智能装置连接，并按照行业标准进行通讯，使用光缆代替二次电缆，从满足a风力电厂经济、

8、适用的建设需求5。第二，间隔层：由“保护装置+线路测控+主变测控”所构成，测控装置应用过程中需要坚持“测控与保护”分开原则。综保装置满足一般执行标准，具有系统防闭锁功能。第三，变电站层：由“gps+通信管理系统+上位机系统+远动主站”系统所构成，使用双光纤进行建设，能够对ied设备进行对时间，并将相关信息远程传输。（四）系统建设35kv开关柜控制系统子网：将配电装置、母线pt与35kv馈线综保装置放置于开关柜中，能够保护、测试线路，完成信号采集，并具备系统监测功能4。箱变控制系统：根据发电机组位置、线路分布进行集中控制，5条光纤通讯线路都可以测试设备数据，是子网通讯功能中的一部分。结语：a风力电厂在构建二次系统组网设计时，需要结合a风力电厂的厂内结构分布状况，将监控范围分为两个模块，从多方面构建系统，满足二次组网的多功能设计需求。各风力发电厂在借鉴a风力电厂组网设计方案时，需要从电网规模、分布特征、组网技术、组网需求等多个方面出发，优化设计方案，构建相对完善、稳定、安全的设计系统，保障风力电厂机组运行稳定性。参考文献：1 李闽怀.发电厂电气一次系统设计中防雷及接地系统的设计探讨