新能源发电集中运行监控方法研究

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1、新能源发电集中运行监控方法研究第1章绪论1.1引言能源是现代社会和经济发展的基础。随着经济的发展，社会对能源的需求量越来越大，同时也必将面临各种各样的能源匮乏问题。能源工业未来发展面临矿物资源枯竭的问题：当前能源工业面临全球环境污染的压力。因此，改善能源结构，利用可再生能源，减轻环境污染，提高人民生活质量，成了能源工业关注的热点。为了满足21世纪的能源需求，许多国家已经把发展可再生能源作为能源政策的基础。发展新能源发电是减少温室气体排放，保护生态环境，改善电力结构的重要措施。目前很多国家采取的重要战略是越来越依靠环境友好且可持续的再生能源。许多国家都制定了新能源发电的发展

2、规划的激励政策，加快技术改进和市场幵拓。因此，新能源发电是未来洁净能源的主导，将得到更多国家的重视。随着全球新能源技术的发展和对清洁能源的渴求，以风能、太阳能等为主体的清洁能源发展已经成为能源产业发展的新方向。风力发电和太阳能发电虽然是清洁无污染的可再生能源，但也存在着能量在空间上分散，在时间上有峰谷波动等问题，如风力发电的间歇性，以及太阳能发电系统在夜间和光照条件不好时无法提供电力等等。而应用发电系统集中监控并综合了风力发电和太阳能发电的优势，可以大幅提高了资源的利用效率，也很好地解决了单独使用风力发电或太阳能发电受季节和天气等因素制约的问题，使得风力发电和太阳能发电形

3、成了很强的互补性，提高了供电的可靠性。.1.2课题背景及意义风力发电是利用风能来发电，风力发电机组捕获风能转换成机械能再经过传动机构最终推动发电机发电，实现风能到电能的转化；太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能，利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。新能源发电厂一般应用于宽阔边远地域，如近海和戈壁滩、草原，且数量多，远离监控中心。考虑到各新能源电厂的相互影响，为充分利用新能源，各厂之间往往相隔一定距离，因而整个发电厂的占地面积较广。受恶劣运行工况

4、的影响、新能源发电设备自身的影响以及目前技术水平的限制等，新能源发电设备易损出现一些问题，进而影响生产。因此在保证新能源发电设备可靠性的同时，也需要有可靠的功率预测、完善的远程监控系统。解决上述问题的途径可以通过建立新能源发电设备的集中监控与数据采集系统。随着我国新能源发电行业的大力发展，新能源发电场站（风电场、光伏发电站）的建设速度日益增加，风电机组及光伏发电设备的数量也与日俱增。针对新能源发电设备分布区域广、数量多、室外条件复杂，环境恶劣等特点，其设备的安全保障和运行维护，存在着诸多问题。由于风电场、光伏发电站大多设计在荒山、荒地、海滩、沙漠等条件恶劣、人烟稀少的地方

5、，往往导致运维人员的监管不便，常常导致设备的安全隐患不能及时发现。有时会造成设备损毁、系统瘫痪等严重的后果。要实现新能源发电系统的安全、高效运行，并且最大范围内降低新能源发电设备运行维护成本是风电运营商急需解决的问题。因此，对于新能源发电行业来说，集中运行监控系统是便于管理、降低管理成本的最佳方式。.第2章监控系统额的组成及系统功能2.1监控系统的组成大型新能源发电系统远程与中央监控系统由服务于发电场站的中央监控系统和服务于新能源发电公司的新能源场站远程运行信息管理系统两部分组成，发电场站中央监控系统安装于风电场内，实现对场站内所有发电设备的中央监控功能以及发电设备发电功

6、率预测、发电智能控制等高级应用功能；发电场站远程运行信息管理系统安装于新能源发电公司，实现对所辖各新能源发电场站运行数据的远程管理功能。如图2-1所示，大型风电场中央监控系统根据风电场规模在监控中心放置一台或者多台应用服务器以及一台数据库服务器，应用服务器通过通信集中器连接光纤网络与风电机组进行通信，应用服务器与通信集中器间设置双向物理隔离设备，以避免来自应用服务器和监控网络的非法访问，监控人员可通过连接在监控总线上的主控室工作站访问安装在应用服务器上的风电场中央监控系统，实现对风电机组的中央监控[6]。在应用服务器与风电场外网络出口处设置双向物理隔离设备，防止风电场外数

7、据对风场内部设备的影响。由于风电公司与其所属风电场往往距离遥远且风电场分布分散的特点，在风电公司与其风电场之间建设专网成本过高，因此利用Inter通道实现互联是经济、可行的方案。如图2-2所示，风电公司与其所属的各风电场采用VPN设备连接互联网，实现风电公司应用服务器和风电场应用服务器的通信。VPN设备可保证风电场端及风电公司端网络的有效访问及网络安全。风电公司内部工作站可通过公司内部网络以浏览器的方式直接访问安装在应用服务器上的风电场远程运行信息管理系统，实现对风电场运行信息的远程管理[7_8]。.2.2系统功能通信管理：系