Ветряная электростанция (ВЭС) — это совокупность двух и более ветроэнергетических установок (ВЭУ), объединенных между собой в группы (ГТП) с целью производства электроэнергии и последующей её передачи в единую сеть или питания обособленной группы потребителей электроэнергии.
Современные ВЭС могут состоять из более чем ста ВЭУ, распределенных на территории большой площади и объединенных в единую систему производства электроэнергии. Такие объекты генерации как ВЭС требуют особого подхода к автоматизации процессов производства и передачи электроэнергии.
Назначение системы
Система регулирования выдачи мощности и ОПРЧ ветряных электростанций (Система) предназначена для решения следующих задач:
- непрерывный мониторинг параметров оборудования каждой ВЭУ в реальном времени, а так же контроль оборудования схемы выдачи мощности;
- групповое управление ВЭУ с целью регулирования выдаваемой активной и реактивной мощности по заданным плановым графикам;
- индивидуальное управление каждой ВЭУ и элементами схемы выдачи мощности с целью обеспечения ввода / вывода единичного оборудования из работы и обеспечения безопасности эксплуатации;
- обеспечение требований по участию ВЭС в общем первичном регулировании частоты (ОПРЧ) в соответствии с требованиями, утвержденными Приказом Минэнерго России от 09.01.2019 № 2;
- онлайн анализ работы ветропарка с расчётом коэффициентов участия каждой ВЭУ в процессе выработке электроэнергии;
- онлайн контроль метеообстановки как всего ветропарка, так и в зоне установки каждой ВЭУ;
- контроль работы ветропарка на ГИС с целью повышения оперативности принятия решений;
- предоставление различных режимов управления как с АРМ ВЭС, так и от удаленного диспетчерского центра;
- онлайн расчёт доступного диапазона регулирования активной и реактивной мощности;
- хранение данных о работе оборудования и режимах выдачи мощности;
- формирование отчётов, таблиц, графиков и трендов с возможностью автоматической передачи в централизованные центры управления.
Основные технические характеристики
Система является масштабируемой и проектнокомпонуемой, что позволяет её внедрение на ВЭС с любым количеством ВЭУ и при использовании генерирующего оборудования любых производителей.
Система трехуровневая:
Нижний уровень
Может включать:
- контроллеры ARIS 22хх, устанавливаемые в ячейках распредустройства ВЭУ и отвечающие за измерение электрических параметров, контроль схемы подключения ВЭУ к сети и управление коммутационными аппаратами;
- поставляемые комплектно с ВЭУ устройства и датчики, отвечающие за контроль, управление и мониторинг оборудования ВЭУ и интегрируемые в Систему по стандартным протоколам;
- коммуникационные серверы, поставляемые комплектно с ВЭУ, отвечающие за централизованный сбор информации о ВЭУ и интегрируемые в Систему по стандартным протоколам;
Средний уровень
Состоит из резервируемых контроллеров ARIS 48хх, отвечающих за выполнение следующих функций:
- сбор данных от контроллеров ARIS и систем нижнего уровня;
- логические функции по обеспечению индивидуального и группового регулирования выдачи активной и реактивной мощности и обеспечения участия ВЭС в ОПРЧ;
- логические функции по контролю параметров ВЭУ с целью формирования предупредительных и аварийных сигналов и автоматического формирования команд на изменение режима работы ВЭУ (старт/стоп/сброс);
- обмен данными со смежными системами объекта автоматизации, при необходимости: АСУ ТП, СОТИ АССО, РЗА, и др.;
- обмен данными с верхним уровнем Системы.
Верхний уровень
Состоит из ПК SCADA Redkit, включающего в себя серверное оборудование, АРМ и специализированное ПО.
Выполняет следующие функции:
- сбор и хранение данных;
- визуальное представление данных;
- обмен данными и командами со средним уровнем Системы;
- изменение режимов работы Системы;
- ввод индивидуальных и групповых уставок активной и реактивной мощности ВЭУ, выдача команд "Пуск", "Останов", "Сброс".
При реализации АСУ ТП ВЭС на базе ПТК Redkit Система может быть интегрирована в АСУ ТП с отдельным выделением только среднего уровня.
Рис.2 - Структурная схема системы
.png)
Режимы работы
Система поддерживает выбор следующих режимов управления:
- Автоматический (АРМ) - управление ВЭС осуществляется в режиме группового управления введенными в работу ВЭУ с регулированием активной и реактивной мощности согласно плановым диспетчерским графикам (ПДГ);
- Ручной (АРМ) - индивидуальное управление ВЭУ путём выдачи индивидуальных команд уставок активной и реактивной мощности и команд "Старт", "Стоп", "Сброс";
- Дистанционный (ДЦ) - приём и исполнение индивидуальных команд ВЭУ и команд групповых уставок активной и реактивной мощности от удаленного диспетчерского центра (ДЦ).
Регулирование активной и реактивной мощности каждой ВЭУ при работе Системы в Автоматическом режиме может производиться следующим образом:
- Равномерно;
- Оптимально;
- Максимально.
Система предусматривает отдельную возможность ввода/вывода функции ОПРЧ.
Диаграмма работы по ПДГ с ограничением в заданном окне
Статическая частотная характеристика ВЭС
Работа оператора ВЭС
В ПО Redkit разработан специализированный интерфейс отображения, группировки и ввода данных, адаптированный для ветряных электростанций.
Интерфейс представляет из себя набор специализированных мнемокадров, логически разделенных под решение конкретных задач и отвечающих требованиям к масштабированию системы.
Так же пользователю доступен специальный инструмент задания посуточного планового диспетчерского графика (ПДГ) выдачи активной и реактивной мощности с возможностью формирования команд на изменение режима выдачи мощности (УДГ) и ведения журнала событий.
Мнемокадры работы оператора ВЭС
