一種光伏電站集中監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電網調控技術領域，尤其涉及一種光伏電站集中監控系統。
【背景技術】
[0002]無論從世界還是從中國來看，常規能源都是很有限的，中國的一次能源儲量遠遠低于世界的平均水平，大約只有世界總儲量的10%。太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優點，在長期的能源戰略中具有重要地位。
[0003]太陽能發電近年來在國家的大力扶持下獲得了巨大的發展，由于太陽能發電的隨機性、間歇性的特點，造成電網運行調度的困難和復雜化，對電網的安全穩定運行造成了很大影響，因此電網調度機構迫切需要實現光伏電站運行的實時監控。
[0004]光伏發電的快速發展，給電網帶來了巨大挑戰，使得電網需考慮大規模光伏接入電網的背景下，如何實現光伏電站輸出的功率控制至關重要。光伏發電的隨機波動性，增加了電網運行控制的難度，降低電網運行經濟性。
[0005]AGC是現代電網控制的一項基本和重要功能，是建立在能量管理系統(EnergyManagementSystemJI^IS EMS)和發電廠閉環控制的一種先進的技術手段。實施AGC可以提高電網運行的經濟性，減少調度運行人員的勞動強度。目前AGC在常規電源如水電廠、火電廠中已得到成熟應用，但光伏方面的應用在國內仍然處在起步階段。
[0006]實現AGC的前提是光伏電站的逆變器監控子系統必須具有功率控制能力，并能夠向外提供通信接口和協議執行AGC控制指令。目前一些逆變器監控子系統已經具備了單臺、成組逆變器的功率控制和分配功能，為AGC的實現提供了良好基礎。在通信協議上，各逆變器監控廠商使用的技術沒有統一標準，也未對外開放，導致信息無法有效的集成和共享。在逆變器功率控制方面，針對不同類型逆變器的控制，只能單獨進行開發和實施，缺乏成熟的技術實施方案。
[0007]因此為了能夠在光伏電站實現與常規電源類似的自動發電控制，需要在參考常規電源AGC運行經驗的基礎上，同時結合光伏發電的特點，從電網調度側和光伏電站整體考慮光伏AGC的實現方案，確定光伏AGC的控制流程，在光伏電站側通過通信協議的標準化解決不同類型逆變器的統一控制問題，在電網調度側利用EMS提供的光伏發電計劃和AGC功率調節量，自動生成AGC調節目標值并下發給光伏電站完成自動發電控制。
[0008]AVC適應21世紀我國電網發展的實際情況。作為現代電網調度控制的基本而重要的功能，AVC是指通過調度自動化SCADA系統實時采集電網各節點的“四遙”數據進行在線分析和計算，在確保電網與設備安全運行的前提下，綜合各種約束條件，實現無功補償設備合理投入和無功功率分層就地平衡與電壓穩定的綜合優化目標。經過多年努力，AVC獲取迅猛發展，已從原來傳統的產站端VQC發展到整個電網范圍內的自動電壓控制。電網自動電壓控制是目前電壓/無功控制中的追求的最高級形式。它集安全性和經濟性于一體，可實現安全約束下的經濟的閉環控制，被公認為是電力系統調度控制發展的最高階段。因此，AVC的復雜程序遠遠大于AGC，因為它不但要考慮發電機組的無功控制，還要兼顧無功補償設備及變壓器分接頭的投切和控制，其約束條件也遠多于AGC。因此AVC系統是一項復雜的系統工程。在自動裝置的作用和給定電壓約束條件下，發電機的勵磁、變電站和用戶的無功補償裝置的出力以及變壓器的分接頭都能按指令自動進行閉環調整，使其注入電網的無功逐漸接近電網要求的最優值，從而使全網有接近最優的無功電壓潮流，這個過程叫自動電壓控制(AutomaticVoltageControl，簡稱AVC)，是現代電網控制的一項重要功能。
[0009]對于一個由數十臺甚至上百臺具有無功調節能力的逆變器，其無功控制的關鍵在于如何協調光伏電站無功控制與逆變器控制之間的關系。由于光伏電站機組容量相對較小，單臺逆變器無功調節難以實現對系統電壓的支撐，也難以滿足相關規程要求。因此，光伏電站的無功功率調節問題必然牽涉到眾多逆變器組及無功補償設備的聯合調節。如何協調控制每臺逆變器的及無功補償設備無功輸出，使得光伏電站并網點的無功輸出滿足系統負荷變化，抑制由負荷變化引起的母線電壓波動，抵御由局部電網故障造成的控制點電壓跌落，維持光伏電站接入區域電網電壓穩定問題備受關注。
【發明內容】
[0010]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種光伏電站集中監控系統。
[0011]本發明提出的一種光伏電站集中監控系統，用于實時監控光伏電站工作狀態，并根據電網調度系統的指令控制光伏電站工作，包括:系統主機、升壓站監控子系統、光功率預測子系統、SVG/SVC監控子系統、逆變器監控子系統；
[0012]系統主機分別與電網調度系統、升壓站監控子系統、光功率預測子系統、SVG/SVC監控子系統、逆變器監控子系統連接；
[0013]升壓站監控子系統用于采集光伏電站實時出力數據并發送到系統主機；
[0014]光功率預測子系統用于采集未來時間段太陽能預測信息，生成光功率實時預測結果數據并上傳到系統主機；
[0015]SVG/SVC監控子系統用于采集無功補償裝置的投切狀態、輸出的無功功率和功率因數并發送到系統主機；
[0016]逆變器監控子系統實時采集氣象數據、逆變器電氣數據，以及逆變器運行狀態上傳到系統主機；
[0017]系統主機接收電網調度系統的控制指令，自動生成AGC調節目標值，并通過逆變器監控子系統和SVG/SVC監控子系統發送給各逆變器和無功補償裝置執行，并下發指令給升壓站監控子系統調節主變接頭升檔或降檔。
[0018]優選地，可根據電網調度系統下發的指令對光伏電站進行有功功率輸出控制和無功電壓控制；有功功率輸出控制分為遠方閉環調節和本地開環調節，閉環調節狀態下，系統主機接收電網調度系統下發的有功目標控制指令，并根據有功目標控制指令通過逆變器監控子系統控制逆變器工作；開環調節狀態下，系統主機接收光功率預測子系統上傳的光功率實時預測結果數據，并生成有功目標指令通過變器監控子系統控制逆變器工作；無功電壓控制狀態下，系統主機接收電網調度系統下發的無功目標指令，并分別通過逆變器監控子系統、SVG/SVC監控子系統、升壓站監控子系統調節逆變器、無功補償裝置、主變接頭。
[0019]優選地，無功電壓控制狀態下，系統主機采用優先釋放逆變器無功裕度的方式跟隨無功目標指令。
[0020]優選地，所述光伏電站集中監控系統通過數據調度網與電網調度系統通信。
[0021]優選地，所述光伏電站集中監控系統與電網調度系統的通信協議為DL/T634.5.104-2002。
[0022]優選地，系統主機與升壓站監控子系統的通信協議為DL/634.6.101-2002、DL/634.6.104-2002 或 CDT0
[0023]優選地，升壓站監控子系統采集的光伏電站實時出力數據包括并網點的電氣信息，以及升壓站開關、刀閘狀態、主變分接頭位置狀態信息。
[0024]優選地，系統主機包括數據采集模塊、處理模塊、通信模塊和診斷模塊，數據采集模塊通過通信模塊與電網調度系統、升壓站監控子系統、光功率預測子系統、SVG/SVC監控子系統、逆變器監控子系統連接，處理模塊分別與數據采集模塊和診斷模塊連接，處理模塊還通過通信模塊與升壓站監控子系統、光功率預測子系統、SVG/SVC監控子系統、逆變器監控子系統連接。
[0025]優選地，通信模塊包括通信串口和以太網口。
[0026]優選地，光伏電站集中監控系統的無功控制方法，包括如下步驟: