[0015]分布式小水電群由多個(gè)小水電站構(gòu)成，小水電站內(nèi)配置水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、進(jìn)水閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、勵(lì)磁電源、互感器和控制系統(tǒng)。小水電站控制系統(tǒng)由無線通信模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、勵(lì)磁控制模塊和閥門控制模塊組成。無線通信模塊用于實(shí)現(xiàn)分布式小水電群與能量管理系統(tǒng)主站之間的數(shù)據(jù)交互；數(shù)據(jù)采集與處理模塊用于對(duì)小水電站的數(shù)據(jù)采集和處理，同時(shí)根據(jù)優(yōu)化調(diào)控策略，生成具體的控制指令；勵(lì)磁控制模塊用于對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流進(jìn)行控制；閥門控制模塊用于對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的水流量進(jìn)行控制，所有小水電站均通過各自的變壓器接入變電站母線或線路。
[0016]本發(fā)明的一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)工作過程如下:
(1)數(shù)據(jù)采集與處理:每個(gè)小水電站的控制系統(tǒng)采集水輪發(fā)電機(jī)定子繞組輸出端電壓和電流，以及勵(lì)磁繞組電壓和電流，通過對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理，得到水輪發(fā)電機(jī)出線端的電壓、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:控制系統(tǒng)的無線通信模塊將水輪發(fā)電機(jī)出線端的數(shù)據(jù)通過無線公網(wǎng)發(fā)送到能量管理系統(tǒng)主站的公網(wǎng)路由器的固定IP地址，然后由前置機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，通過小水電群運(yùn)行控制器上傳到能量管理系統(tǒng)服務(wù)器；
(3)策略生成:根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀況、各個(gè)小水電站實(shí)際出力和負(fù)荷情況，能量管理系統(tǒng)服務(wù)器按照設(shè)定的優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，生成小水電機(jī)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(wù)器將生成的優(yōu)化調(diào)控策略下發(fā)到小水電群運(yùn)行控制器，由其將優(yōu)化調(diào)控策略分發(fā)到對(duì)應(yīng)的小水電站相應(yīng)通信端口，通過前置機(jī)中轉(zhuǎn)，并借助無線公網(wǎng)傳送到各個(gè)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，由數(shù)據(jù)采集與處理模塊生成具體的勵(lì)磁控制指令和閥門控制指令，通過勵(lì)磁控制模塊和閥門控制模塊分別對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流和水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)水輪發(fā)電機(jī)輸出有功和無功功率的優(yōu)化調(diào)控；
(6)運(yùn)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(wù)器中讀取各個(gè)小水電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前各個(gè)水電站的發(fā)電狀態(tài)，直觀展現(xiàn)各個(gè)水電站與配網(wǎng)之間的潮流分布狀況，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)水電站運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括上級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器、能量管理系統(tǒng)主站和分布式小水電群；所述能量管理系統(tǒng)主站由能量管理系統(tǒng)服務(wù)器、能量管理系統(tǒng)工作站、電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機(jī)、配網(wǎng)調(diào)度層交換機(jī)、小水電群運(yùn)行控制器、防火墻、前置機(jī)和公網(wǎng)路由器組成；所述分布式小水電群由多個(gè)小水電站組成，小水電站內(nèi)配置水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、進(jìn)水閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、勵(lì)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(lì)磁控制模塊和閥門控制模塊組成； 所述上級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器通過網(wǎng)線連接電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機(jī)； 所述能量管理系統(tǒng)服務(wù)器通過網(wǎng)線連接電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機(jī)和配網(wǎng)調(diào)度層交換機(jī)； 所述小水電群運(yùn)行控制器通過網(wǎng)線連接配網(wǎng)調(diào)度層交換機(jī)和防火墻，再通過防火墻連接前置機(jī)，由前置機(jī)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)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)工作過程如下: (1)數(shù)據(jù)采集與處理:采集各個(gè)水輪發(fā)電機(jī)定子出線端以及勵(lì)磁繞組的電壓和電流，通過對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理，得到各個(gè)水輪發(fā)電機(jī)出線端電壓、電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù)數(shù)據(jù)； (2)數(shù)據(jù)上傳:無線通信模塊將水輪發(fā)電機(jī)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(jī)和小水電群運(yùn)行控制器上傳到能量管理系統(tǒng)服務(wù)器； (3)策略生成:能量管理系統(tǒng)服務(wù)器按照設(shè)定的優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)，對(duì)各個(gè)小水電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，生成小水電機(jī)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(wù)器將生成的優(yōu)化調(diào)控策略下發(fā)到小水電群運(yùn)行控制器，通過前置機(jī)，并借助無線公網(wǎng)傳送到各個(gè)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(lì)磁控制模塊和閥門控制模塊分別對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流以及水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)輸出有功和無功功率的優(yōu)化調(diào)控； (6)運(yùn)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(wù)器中讀取各個(gè)小水電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)水電站運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
【專利摘要】一種小水電集群優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)，包括上級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器、能量管理系統(tǒng)主站以及分布式小水電群。能量管理系統(tǒng)主站由能量管理系統(tǒng)服務(wù)器、工作站、交換機(jī)、小水電群運(yùn)行控制器、防火墻、前置機(jī)和公網(wǎng)路由器組成。能量管理系統(tǒng)服務(wù)器分別通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機(jī)和配網(wǎng)調(diào)度層交換機(jī)與上級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器和主站其他設(shè)備交互數(shù)據(jù)；小水電群由多個(gè)分散的小水電站構(gòu)成，每個(gè)小水電站分別通過各自的變壓器接入變電站母線或線路；小水電站內(nèi)均安裝了控制系統(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(lì)磁控制模塊和閥門控制模塊組成。分布式小水電群與能量管理系統(tǒng)主站通過無線通信模塊交互數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可解決小水電集群的優(yōu)化調(diào)控問題。
【IPC分類】H02J13-00, H04L29-08
【公開號(hào)】CN104795890
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510074858
【發(fā)明人】夏永洪, 陳娜, 辛建波, 程林, 胡蕾, 范瑞祥, 紀(jì)清照, 張冬冬
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院, 南昌大學(xué), 國電南瑞科技股份有限公司, 清華大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日