一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)，屬小水電控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水能資源具有可再生和無污染等特點，既不存在資源枯竭的問題，又不會對環(huán)境造成污染。大力建設水力發(fā)電，不僅有助于改善能源的消費結(jié)構(gòu)，降低人們對煤炭和石油等傳統(tǒng)化石能源依賴，而且有助于減少二氧化碳的排放量，保護人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境。因此，開發(fā)水能是世界各國能源發(fā)展戰(zhàn)略的優(yōu)先選擇。
[0003]根據(jù)裝機容量，可將水電站分成大型水電站、中型水電站和小型水電站三類。對于大、中型水電站，自動化程度較高，基本實現(xiàn)了對其的優(yōu)化調(diào)度；而對于小型水電站，大多是依山順勢而建，具有點多、面廣、分散、較小庫容或無庫容以及單站裝機容量小的特點。由于山區(qū)施工困難，小水電站大多采用T接方式并網(wǎng)，單條線路接入多個小水電站，致使單條線路過長。這些小水電群通常僅具備單點站級的調(diào)節(jié)，自動化水平低，難以對其進行實時調(diào)控，容易出現(xiàn)豐水期電壓過高，而在枯水期電壓過低的“翹翹板”現(xiàn)象，不僅影響當?shù)毓╇婋妷嘿|(zhì)量，而且影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。因此，解決分布式小水電集群的優(yōu)化調(diào)控問題具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，針對目前小水電調(diào)控存在的問題，提供一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)，包括上級自動化系統(tǒng)服務器、能量管理系統(tǒng)主站以及分布式小水電群；所述能量管理系統(tǒng)主站由能量管理系統(tǒng)服務器、能量管理系統(tǒng)工作站、電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機、配網(wǎng)調(diào)度層交換機、小水電群運行控制器、防火墻、前置機和公網(wǎng)路由器組成；所述分布式小水電群由多個小水電站組成，小水電站內(nèi)配置水輪機、發(fā)電機、進水閥門執(zhí)行機構(gòu)、勵磁電源、互感器和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由無線通信模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、勵磁控制模塊和閥門控制模塊組成。
[0006]所述上級自動化系統(tǒng)服務器通過網(wǎng)線連接電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機；
所述能量管理系統(tǒng)服務器通過網(wǎng)線連接電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機和配網(wǎng)調(diào)度層交換機；
所述小水電群運行控制器通過網(wǎng)線連接配網(wǎng)調(diào)度層交換機和防火墻，再通過防火墻連接前置機，由前置機連接公網(wǎng)路由器；
所述小水電站通過變壓器接入變電站母線或線路，借助站內(nèi)的無線通信模塊與能量管理系統(tǒng)主站交互數(shù)據(jù)。
[0007]系統(tǒng)工作過程如下:
(I)數(shù)據(jù)采集與處理:采集各個水輪發(fā)電機定子出線端以及勵磁繞組的電壓和電流，通過對采集數(shù)據(jù)的處理，得到各個水輪發(fā)電機出線端電壓、電流、有功功率、無功功率，以及功率因數(shù)等數(shù)據(jù)； (2)數(shù)據(jù)上傳:無線通信模塊將水輪發(fā)電機出線端數(shù)據(jù)通過無線公網(wǎng)發(fā)送到公網(wǎng)路由器的固定IP地址，通過前置機和小水電群運行控制器上傳到能量管理系統(tǒng)服務器；
(3)策略生成:能量管理系統(tǒng)服務器按照設定的優(yōu)化調(diào)度目標，對各個小水電站的運行數(shù)據(jù)計算和分析，生成小水電機組的優(yōu)化調(diào)控策略；
(4)策略下發(fā):能量管理系統(tǒng)服務器將生成的優(yōu)化調(diào)控策略下發(fā)到小水電群運行控制器，通過前置機，并借助無線公網(wǎng)傳送到各個小水電站的控制系統(tǒng)；
(5)優(yōu)化調(diào)控:小水電站控制系統(tǒng)根據(jù)接收的優(yōu)化調(diào)控策略，生成具體的控制指令，通過勵磁控制模塊和閥門控制模塊分別對水輪發(fā)電機的勵磁電流以及水流量進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對水輪發(fā)電機輸出有功和無功功率的優(yōu)化調(diào)控；
(6)運行狀態(tài)監(jiān)測:能量管理系統(tǒng)工作站從能量管理系統(tǒng)服務器中讀取各個小水電站的運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對各個水電站運行狀態(tài)的實時監(jiān)測。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，該系統(tǒng)綜合應用了計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及自動控制技術(shù)等多種技術(shù)，具有可靠性高的特點；本發(fā)明的小水電控制系統(tǒng)實現(xiàn)了小水電機組的采樣、有功功率、無功功率控制，結(jié)合通信，可實現(xiàn)能量管理系統(tǒng)對小水電站的調(diào)度；本發(fā)明系統(tǒng)為實現(xiàn)對分布式小水電集群的優(yōu)化調(diào)控提供了一種解決方案，不僅可以改善當?shù)氐碾妷嘿|(zhì)量，而且可以提高電網(wǎng)的安全運行水平。該系統(tǒng)監(jiān)控配電線路的全方位數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化策略，在不影響小水電正常發(fā)電情況下，減少線路線損，起到節(jié)能作用。
[0009]本發(fā)明適用于小水電集群優(yōu)化調(diào)控。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)框圖；
圖2為本發(fā)明的小水電站框圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0012]由圖1和圖2可知，本實施例的一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)，包括上級自動化系統(tǒng)服務器、能量管理系統(tǒng)主站以及分布式小水電群。
[0013]能量管理系統(tǒng)主站由能量管理系統(tǒng)服務器、能量管理系統(tǒng)工作站、電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機、配網(wǎng)調(diào)度層交換機、小水電群運行控制器、防火墻、前置機和公網(wǎng)路由器組成。
[0014]能量管理系統(tǒng)服務器用于存儲各個小水電站的運行數(shù)據(jù)，以及對運行數(shù)據(jù)進行處理分析，形成優(yōu)化調(diào)控策略，分別通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機和配網(wǎng)調(diào)度層交換機與上級自動化系統(tǒng)服務器和主站其他設備交互數(shù)據(jù)；能量管理系統(tǒng)工作站用于實時顯示小水電站的運行狀態(tài)，根據(jù)當前運行狀態(tài)，調(diào)度人員可以通過能量管理系統(tǒng)工作站對小水電站進行調(diào)度；小水電群運行控制器解析小水電站數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多個小水電通信規(guī)約轉(zhuǎn)換，便于能量管理系統(tǒng)對小水電群的管控，同時運行控制器將能量管理系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控策略分發(fā)到對應的小水電站對應通信端口 ；前置機對小水電無線通信模塊進行管理，將不同的通信模塊數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)至不同的網(wǎng)絡端口，實現(xiàn)小水電站的運行數(shù)據(jù)和優(yōu)化調(diào)控策略中轉(zhuǎn)。