《风电场功率控制系统调度功能技术要求gbt+40600-2021》详细解读

《风电场功率控制系统调度功能技术要求gb/t40600-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4总体要求5系统调度功能6调度功能测试7性能指标contents目录附录A(资料性)功率控制系统控制链路附录B(资料性)基本采集信息表附录C(资料性)风电场参与电网一次调频下垂曲线示例附录D(资料性)风电场有功功率、无功功率、电压及一次调频控制的性能指标计算方法参考文献011范围风电场功率控制系统应具备接收并执行电力调度机构下发的有功功率控制指令、无功功率/电压控制指令的功能。调度功能系统应能够准确、快速地响应调度指令，确保风电场的安全稳定运行。技术要求本标准规定了风电场功率控制系统的调度功能技术要求风电场本标准适用于通过110kV（66kV）及以上电压等级线路与电力系统连接的风电场。功率控制系统风电场功率控制系统包括风电场功率控制主站和风电机组功率控制终端。适用范围不适用范围本标准不适用于分布式风电、海上风电以及通过35kV及以下电压等级接入电网的风电场。对于已投运的风电场，若其功率控制系统不满足本标准要求，应结合风电场技术改造进行升级。““022规范性引用文件引用标准GB/T19963风电场接入电力系统技术规定，该标准规定了风电场接入电力系统的基本要求和技术条件。GB/T20297DL/T1040静止无功补偿装置(SVC)现场试验，SVC是用于风电场无功补偿的重要设备，该标准规定了SVC的现场试验方法。电网运行准则，该准则规定了电网运行的基本要求和管理规定。相关术语和定义调度指令指电力系统调度机构向风电场功率控制系统下发的控制指令，包括有功功率设定值、无功功率/电压设定值等。风电场并网点指风电场与电力系统连接的公共连接点。风电场功率控制系统（WFPCS）指对风电场的有功功率和无功功率/电压进行控制，以满足电力系统稳定运行的技术系统。030201123风电场功率控制系统应具备接收并自动执行调度机构下发的有功功率和无功功率/电压控制指令的功能。风电场功率控制系统应能够按照调度指令的要求，实现对风电场内有功功率和无功功率/电压的精确控制。在风电场并网运行过程中，风电场功率控制系统应保证风电场的安全稳定运行，并满足电力系统的调度要求。技术要求引用033术语和定义风电场功率控制系统指对风电场内各风电机组的发电功率进行集中控制和调度的系统，以实现风电场的整体功率输出满足电网的调度要求。主要功能包括功率控制、实时监测、数据分析、故障预警等。3.1风电场功率控制系统调度指令接收与执行系统应能够根据电网需求，实时调整风电场的功率输出，确保风电场的发电功率与调度指令一致。实时功率控制调度数据上报系统应能够按照电网调度机构的要求，实时上报风电场的运行数据，包括功率输出、风速、风向等。系统应能够准确接收并执行电网调度机构下发的调度指令，包括功率设定值、启停指令等。3.2调度功能可靠性风电场功率控制系统应具有高可靠性，确保在恶劣环境下仍能正常运行。实时性系统应能够快速响应电网调度指令，实时调整风电场的功率输出。安全性系统应采取必要的安全措施，确保数据传输和存储的安全性，防止数据泄露和被篡改。可扩展性系统应具有良好的可扩展性，能够适应风电场规模的不断扩大和功能的不断增加。3.3技术要求044总体要求4.1系统结构场站层应实现对整个风电场的监控、功率控制、数据分析和存储等功能。风电场功率控制系统应采用分层分布式结构，包括场站层、间隔层和过程层。过程层应实现对风力发电机组及升压站等设备的实时数据采集和控制功能。间隔层应实现对各个风力发电机组的监控和控制功能。0102030401风电场功率控制系统应具备对风电场内的风力发电机组进行实时监测和控制的功能，包括机组状态监测、功率控制、故障报警等。4.2功能要求020304系统应具备与上级调度机构进行通信的功能，能够接收并执行上级调度机构下发的功率控制指令。系统应具备完善的数据分析功能，能够对风电场运行数据进行分析，为优化运行和提高发电量提供决策支持。系统应具备完善的安全保护功能，能够确保风电场设备的安全稳定运行。风电场功率控制系统的响应时间应满足相关标准和规范的要求，确保对上级调度机构下发的功率控制指令能够及时响应。4.3性能要求系统的可用性和可靠性应满足相关标准和规范的要求，确保系统能够长时间稳定运行。系统的数据处理能力和存储容量应满足风电场实际运行的需求，确保能够实时处理并存储大量的运行数据。4.4兼容性要求风电场功率控制系统应能够与不同厂商的风力发电机组进行通信，实现对各种机型的统一监控和控制。系统应支持多种通信协议和数据格式，确保能够与上级调度机构和其他相关系统进行顺畅的数据交互。““055系统调度功能5.1调度指令接收与执行指令执行系统接收到指令后，应能够按照要求及时调整风电场出力，确保实际功率与指令值一致。调度指令接收系统应能够准确接收来自调度中心的功率控制指令，包括设定值、调整量等参数。数据采集系统应能够实时采集风电场内的关键运行数据，如风速、风向、发电机状态等。数据监视5.2实时数据采集与监视系统应具备对采集到的数据进行实时监视的功能，确保数据的准确性和完整性。0102功率预测系统应具备短期和超短期风电功率预测功能，为调度中心提供可靠的预测数据。预测结果上报系统应能够将预测结果及时上报给调度中心，以便其进行合理的调度安排。5.3功率预测与上报VS系统应具备完善的安全保护功能，包括过电压、过电流、超速等保护，确保风电场设备的安全运行。故障处理当发生故障时，系统应能够迅速诊断并处理故障，同时向调度中心发送故障信息，以便其及时采取应对措施。安全保护5.4安全保护与故障处理066调度功能测试验证调度功能的正确性通过测试验证风电场功率控制系统调度功能的正确性和可靠性，确保其能够满足实际运行需求。检测潜在问题在测试过程中发现潜在的问题和缺陷，为系统的改进和优化提供依据。评估性能指标对调度功能的性能指标进行评估，包括响应时间、准确性、稳定性等，以确保系统性能达到预期要求。6.1测试目的6.2测试内容测试系统能否正确接收并处理来自调度中心的指令，包括指令的解析、验证和执行等环节。调度指令接收与处理测试验证系统在各种工况下能否根据预设的功率控制策略进行自动调节，以保持风电场的稳定运行。功率控制策略测试验证系统的安全防护功能是否完善，能否有效抵御外部攻击和干扰，确保调度过程的安全性。安全防护功能测试检查系统是否能够实时采集风电场的运行数据，并对数据进行有效的监视和分析，为调度决策提供支持。实时数据采集与监视测试020401036.3测试方法黑盒测试通过输入预设的测试数据，观察系统的输出结果是否符合预期，以验证调度功能的正确性。灰盒测试结合系统的内部结构和逻辑设计，对调度功能的关键环节进行测试，以发现潜在的问题和缺陷。白盒测试对系统的源代码进行详细审查和分析，确保调度功能的实现逻辑正确无误。性能测试通过模拟实际运行场景，对调度功能的性能指标进行测试和评估，以确保系统性能达到预期要求。测试总结与报告对测试过程进行总结和分析，编写详细的测试报告并提交给相关部门。搭建测试环境根据测试需求搭建相应的测试环境，包括硬件平台、软件系统和网络环境等。问题跟踪与修复对发现的问题进行跟踪和分析，及时修复并验证修复效果。执行测试用例按照测试计划执行测试用例，记录测试结果和发现的问题。制定测试计划明确测试目标、测试内容、测试方法和资源需求等，制定详细的测试计划。6.4测试流程077性能指标响应时间从调度指令下发到风电场开始执行指令所需的时间，应满足相关标准规定。控制精度风电场实际有功功率与调度指令之间的偏差，应控制在允许的范围内。调节速率风电场有功功率调节的速度，应满足电力系统调频、调峰等需求。0302017.1风电场有功功率控制性能01无功功率调节范围风电场应具备在一定范围内调节无功功率的能力，以满足电力系统电压调节需求。7.2风电场无功功率控制性能02无功功率控制精度风电场实际无功功率与调度指令之间的偏差，应控制在允许的范围内。03响应时间从调度指令下发到风电场开始执行无功功率调节指令所需的时间，应满足相关标准规定。数据上报风电场应按时向调度机构上报功率预测结果和实际功率数据，以便调度机构进行实时调度和考核。预测准确率风电场功率预测结果与实际功率之间的准确率，应达到相关标准规定的要求。预测时间尺度风电场应具备不同时间尺度的功率预测能力，包括短期预测和超短期预测等。7.3风电场功率预测性能通信延时通信系统传输数据的时间延迟应满足相关标准规定，以确保调度指令的及时下达和执行情况的及时反馈。数据安全通信系统应采取必要的安全措施，确保数据传输过程中的安全性和保密性。通信可靠性风电场与调度机构之间的通信系统应具备高可靠性，确保数据传输的准确性和完整性。7.4通信系统性能08附录A(资料性)功率控制系统控制链路上层调度中心负责总体调度与风电场功率控制系统的通信。风电机组执行功率控制系统的指令，调整发电功率。功率控制系统接收调度指令，控制风电场的有功和无功输出。控制链路结构控制链路通信方式网络通信协议遵循国际标准通信协议，实现不同设备之间的互联互通。专用通信线路采用光纤或专线等通信方式，确保数据传输的稳定性和实时性。030201实时性确保调度指令能够及时传达至风电场功率控制系统，并实时反馈执行情况。可靠性通信链路应具备高可用性和容错能力，确保数据传输的准确性。安全性采取加密、认证等措施，保障通信链路的安全性，防止数据泄露和非法入侵。控制链路功能要求09附录B(资料性)基本采集信息表风电场名称记录风电场的正式名称或编号，用于标识和记录。风电场容量记录风电场的总装机容量，以及各风力发电机组的单机容量。风电场位置详细描述风电场的地理位置，包括经纬度、海拔高度等信息。风电场基本信息记录风电机组的型号和制造商信息，以便进行设备维护和更换。风电机组型号实时监测风电机组的运行状态，包括正常、停机、维修等状态。风电机组状态为每台风电机组分配的唯一编号，便于管理和追踪。风电机组编号风电机组基本信息实时采集风电场的风向数据，用于风电机组的偏航控制和功率预测。实时采集风电场的风速数据，用于风电机组的功率控制和预测。采集风电场的气温数据，用于监测环境和风电机组的运行状态。采集风电场的气压数据，有助于了解天气变化和预测风电功率。气象数据采集信息风向风速气温气压10附录C(资料性)风电场参与电网一次调频下垂曲线示例下垂曲线是描述风电场在电网频率变化时，其有功功率输出如何相应调整的曲线。定义通过下垂曲线的设定，可以确保风电场在电网频率波动时，能够按照预定的方式调整功率输出，从而维护电网的稳定。作用下垂曲线的基本概念确定调频死区设定一个频率范围，在此范围内风电场的功率输出保持不变。下垂曲线的绘制方法确定下垂特性根据电网的要求和风电场的实际情况，设定在频率超出调频死区后，风电场功率输出与电网频率之间的线性或非线性关系。绘制曲线将上述设定反映到二维坐标系中，形成下垂曲线。某风电场根据国家标准和电网要求，设定了调频死区为±0.05Hz，下垂特性为线性。当电网频率高于50.05Hz时，风电场开始按照下垂曲线降低功率输出；当电网频率低于49.95Hz时，风电场开始按照下垂曲线增加功率输出。实例一另一风电场考虑到自身设备的特性和运行成本，设定了较宽的调频死区和较缓的下垂特性。这意味着在电网频率发生较小波动时，风电场的功率输出基本保持不变；而当电网频率发生较大波动时，风电场会按照预定的下垂曲线缓慢调整功率输出。实例二下垂曲线的应用实例11附录D(资料性)风电场有功功率、无功功率、电压及一次调频控制的性能指标计算方法风电场有功功率控制的性能指标计算方法有功功率变化率指风电场在调度指令下，有功功率的实际变化量与调度指令要求的变化量之比，反映风电场响应调度指令的准确性和快速性。有功功率控制偏差指风电场实际输出的有功功率与调度指令要求的有功功率之间的偏差，反映风电场有功功率控制的精度。有功功率控制响应时间指风电场从接收到调度指令到实际输出有功功率达到调度指令要求所需的时间，反映风电场有功功率控制的快速性。无功功率调节范围指风电场在调度指令下，无功功率能够调节的最大范围和最小范围，反映风电场无功功率调节的能力。无功功率控制偏差指风电场实际输出的无功功率与调度指令要求的无功功率之间的偏差，反映风电场无功功率控制的精度。无功功率控制响应时间指风电场从接收到调度指令到实际输出无功功率达到调度指令要求所需的时间，反映风电场无功功率控制的快速性。风电场无功功率控制的性能指标计算方法风电场电压控制的性能指标计