区域风电场群统一调度系统的探索与实践

张菲菲

（大唐（赤峰）新能源有限公司，赤峰 024000）

区域风电场群统一调度系统的探索与实践

张菲菲

（大唐（赤峰）新能源有限公司，赤峰 024000）

由于风资源分布的地理特点，风电场通常建在自然环境相对恶劣的区域，且分布范围广，不利于集中化管理，造成大量的人力资源浪费。区域风电场群统一调度系统的应用，对地理位置分散的风电场进行统一的生产管理发挥了重要作用。本文在对风电场群统一调度系统应用理念和技术手段进行实际应用后进行深度总结和提炼，阐述了风电场群统一调度系统在实际生产工作中的优点和成效。该系统的应用不仅实现了对各风电场实时运行工况和设备状态的监管，还便于管理人员统筹安排风电场的各项管理工作，真正实现了风电场群生产管理的专业化、信息化、智能化。关键词：区域； 风电场群； 调度系统； 探索；实践

0 引言

对于我国风电发展较为集中的“三北”地区来说,由于风电装机容量迅速发展,其电网调度运行问题也越来越突出。为此，结合风电公司的生产特点和管理实际，以风电场群统一调度和现场少人值守为基础，确保安全生产和提升管理效率为目标，创新风电生产管理理念，在区域风电场群中的生产管理中逐步形成了“集中调度，分级管理”的管理模式，不仅有利于并网风电机组的安全稳定运行，也有利于风电公司对多个风电场进行统一集中管理。通过风力发电的调度策略优化，在受限条件下，最大限度实现提高风电机组的使用率和人力资源调配的最优化[1]。

1 区域风电场群统一调度系统的实施

1.1 突出风电场群统一调度的管控模式

长期以来，风电场生产管理基本参照了单元式的火电厂管理模式，生产管理人员分为运行人员和检修人员，并相应建立了班组，部分风电场实行“运检一体化”管理模式，在内部依然有运行和检修之分。同一风电公司拥有多个风电场时，这种生产管理模式的弊端就突显出来。一是在公司层面上生产管理不能实现统一指挥和调度，形成管理上的脱节；二是管理工作效率不高，不能保证对风电场管理的及时性和准确性；三是风电场单元式的生产管理不能较好地实现负荷调配，做到运行方式优化。基于以上管理弊端，对区域风电场群管理进行了探索和实践，创新性地应用了风电场统一调度系统并形成了几个特点。

1.1.1 突出以人为本的理念

由于风资源分布的地理特点，风电场通常建在自然环境相对恶劣的地方。风电场群统一调度系统的建立，将大大减少现场运行值班人员的数量，实现了少人值守，降低了人力资源成本，同时也改善了运行人员工作条件，体现了“以人为本”的管理理念。

1.1.2 突出风电公司生产管理的特点

风电公司区别于其它电力企业的一个显著的特点是风电场与风电公司办公地点相隔较远，为生产管理带来了诸多不便，极易造成管理脱节和生产指令不能很好地落实。区域风电场群实行统一调度后拉近了管理人员与风电场在空间和时间的距离，便于实施各种管理。

1.1.3 突出区域多个风电场生产统一管理的要求

风电场群统一调度系统可以最直接地实现风电场生产的统一管理，通过建立管理制度和规范生产流程，并利用统一调度系统，各个风电场的生产过程可以一览无余。所有生产运行数据均取自统一调度系统，提高了准确率，减少了运行人员工作负担。

1.2 创新管理手段和方法，更加适应生产现场管理的需要

风电场群统一调度系统可以实现对多个风电场变电站设备和风电机组运行状态进行集中监管，对变电站设备和多台风电机组进行远程控制，可以实现与就地控制室监控系统相同的功能，并可以自动生成各种统计报表。通过统一调度系统，不仅可以阅览各风电场的实时工况，便于管理人员统筹安排风电场运行方式，也为生产信息上报和生产指令下达搭建了平台，实现了风电场群生产信息采集、传输、应用的一体化管理[2]。

1.2.1 实现了管理信息的准确和快捷

风电场群统一调度系统中的电量信息直接取自集控系统的电量管理模块，无需运行人员进行手工统计，减少了人工计算中的差错。风电机组运行数据由统一调度系统进行自动采集和统计，可以进行任意条件的统计、分析和对标，真正实现了生产管理信息的快捷和准确[3]。

1.2.2 创新管理界面，突出了现场人员管理设备的作用

区域风电场群统一调度系统将大部分现场运行工作转移到调度中心，并以系统自动监控和调整为主，人工干预为辅助手段，现场少量留守人员主要为系统故障时的消缺或处理人员，在日常工作时，主要从事设备管理工作。可以想象，在调度中心正常运行时，现场人员工作量已减到最低，可以集中时间和精力进行风电场设备管理工作。

1.2.3 确定了两票执行流程，展现风电专业特色，保证生产安全

电力系统两票管理标准是电力企业多年生产实践的结晶，在保障电力生产安全方面发挥了重要作用。在风电场群统一调度系统中，以两票管理标准为基础，对两票执行流程进行了整合优化。

1.2.4 调度权限得到调整

按照国家电网公司的要求，220kV变电所由调度部门直接调度。在推行集中监控以来，调度权限做了适当调整，对条件准许的部分风电场，直接将调度指令下达集中监控中心，由集中监控中心向各风电场下达调度指令。

1.3 管理职能得到较好体现

在风电场群统一调度的管控模式下，基于集控系统的功能，创新性地应用了多种管理功能[4]。具体创新点如下：（1）实现了风电场运行方式统一调度管理；（2）实现了风电场生产全过程的动态监督管理；（3）实现了风电场运行数据的深度分析和对标管理，利用风电场群统一调度系统的数据存贮与分析平台，可以进行多个风电场、多个机型生产指标的横、纵向对标分析。例如：公司日发电曲线分析、不同风电场同机型出力对比分析、同风电场风资源对比分析等，根据分析结果为生产精细化管理提供参考依据。公司日发电曲线对比情况见图1、图2。

2 系统的应用成效

2.1 提高了生产管理人员工作效率，降低了安全风险

在未实行风电场群统一调度系统管控模式之前，公司生产管理人员如果想了解几个风电场的运行情况，需逐一打电话到风电场向运行人员询问，费时费力，极易出现差错。特殊情况下生产管理人员需要乘车几个小时赶往现场，进行现场办公。采用风电场群统一调度系统管控模式后，生产管理人员在办公室采用WEB方式或在调度中心均可以看到各风电场实时运行情况，提高了生产管理人员的工作效率[5]。同时，风电场的所有生产工作，均在调度中心的监管之下，现场执行力大大提升。事故处理和倒闸操作由于有了调度中心的指导和参与，并在操作中起到了第二监护人的作用，大大降低了安全风险。

2.2 风电场实现少人值守，逐步实现无人值班，降低人力资源成本

统一调度系统控制功能投运前，每个风电场按照8个运行人员配置，8个风电场需要64个运行人员。统一调度系统管控模式推行后，每个风电场按照4个运行人员配置，8个风电场需要32个运行人员，调度中心按照“五班三倒”制配置，每个班3人，共计15人，调度中心和风电场总计运行人员47人。装机容量较小的风电场可以实行“运检合一”。同时，随着运行经验的积累和设备的稳定，部分风电场实现无人值守。与统一调度系统管控模式投运前相比约减少20人，大大降低了人力资源成本。

2.3 便于横向多参数对标管理，促进风电场纵向提升

图1 公司日发电曲线对比图

图2 公司日发电曲线对比图

从首台机组投运至今，累计安装1164台风电机组，共计8个机型、7个厂家，各机型的运行工况存在很大差异，利用统一调度系统的数据存贮与分析平台，可以进行多个风电场、多个机型生产指标的横向对标分析，在认真总结的基础上形成经验性的结论，用于指导风资源评估、微观选址、设备选型、运行方式等。通过对生产指标的横向对比、相互关联、综合分析，评价风电公司发电能力这一核心竞争力指标，从而促进风电场生产运营向低成本、高效益方向发展。

2.4 合理安排运行方式，适时调配负荷，拓展了电量增长空间

公司已投运6个风电场均并入东北电网，受网架结构影响，风电场限负荷情况较重，需随时根据调度要求调整送出负荷。采用统一调度系统管控模式以后，调度中心人员利用集控系统功能，可以根据调度指令合理安排各个风电场的运行方式，适时调配负荷，确保负荷的最大送出[6]。

以共用赛乌线输出的赛罕坝风电场和大黑山风电场为例，调度限负荷时仅按装机容量给风电场分配负荷送出上限，由于两风电场风资源情况不同，有时会出现一个风电场负荷送出达不到上限，而另一个风电场负荷送出又不满足要求的情况。在这种情况下，调度中心可以联系调度合理调配负荷，做到既保证电网运行安全，实现负荷最大送出，又拓展了电量增长空间。据统计，仅2012年1月至12月，通过调度中心调配负荷，增发电量累计超过1900万度，增发电量效果明显。某公司各风电场有功功率监视情况如图3所示。

2.5 实现了大型风电公司管理创新，企业的社会形象得到好评

在积极探索风电生产管理的客观规律的同时，积极致力于风电产业的应用，在风电场生产管理方面，积累了大量的运行、维护、管控经验，在行业内处于较好的管理业绩。风电场群统一调度系统的研究与应用，为大型风电公司的生产管理提供了新的思路。

3 结语

本文对风电场群统一调度系统的实施及预期的效果进行了研究，论证了该系统在实际工作中的优点和创新之处，通过统一调度系统的应用，对各风电场实时负荷监控和管理人员统筹安排风电场生产工作发挥了作用，是目前风电领域建设集中控制中心的典范。主要成果有以下几点：

（1）该系统的应用对区域集群风电场的集中运行、统一调度、故障分析、应急处理发挥了一定的作用，不仅提高了管理人员的工作效率，而且还降低了安全风险和人力资源成本；

（2）风电场群统一调度系统的研究与应用有利于多个风电场的统一管理，提升了现场人员的执行力，大大降低了风电公司安全风险；

（3）该系统的应用对地理位置分散的风电场进行统一生产管理发挥了重要作用。风电场群统一调度系统是未来区域风电公司进行生产管理的发展方向；

（4）区域风电场群统一调度系统提炼了三个典型的优点：一是改变了运行人员的工作环境，体现了以人为本的现代管理理念；二是实现了生产的统一管理，提高了人员效率；三是将生产与管理紧密结合，缩短了空间的距离，提高了现场的管控水平。

图3 某公司各风电场有功功率监视情况对比图

4 展望

随着我国风电行业的迅猛发展及大型风电公司的形成，风电场群统一调度必将成为风电场运行管理的一种趋势。本文认为，风电场群统一调度将向以下几个方面发展：

在技术发展方面，风电场群统一调度系统将逐步采用大型实时数据库，并将多个变电站和多种不同类型风电机组运行数据进行集中存贮和分析，这样可以实现风电机组的运行记录、数据比较、缺陷分析和预警功能，并能自动生成符合要求的数据报表，减轻运行人员的工作量，同时系统可以与电网调度正在推行的风电功率预测和AGC系统做到结合和补充[7]；

在功能定位方面，风电场群统一调度系统可以将集中控制与生产调度统一为一个整体，集控中心的作用可以代替现场运行人员值班，实现风电场的无人值守运行或少人值守运行，该系统要有很高的安全性和稳定性，通常用于区域性风电公司的运行监控；生产调度中心的作用是可以监控所属风电场运行情况，但不进行直接控制，由生产调度人员将相应调度指令发送给相关风电场或区域集控中心，所以系统的稳定性要求相对低一些，可通过VPN链路来实现。此模式适用于集团公司级的风电生产调度管理。如果同时具有上述两种功能，则成为风电场群统一调度系统，同样要求有较高的安全性和稳定性[8]；

在系统安全方面，风电场群统一调度系统将严格遵循电力行业相关信息安全标准，包括国网公司的信息安全标准。

基于以上功能的综合利用和发展方向，风电场群统一调度系统进一步完善后，逐步融入故障诊断分析功能、风电机组基础沉降观测功能、远程诊断功能、风功率预测上传等功能，将区域风电场群采用“连锁店”式的建设模式进行推广，一定会推动风电行业更好、更快地适应市场需求并快速发展。

[1] 欧洲风能协会, 中国风能协会译.欧洲大规模风电并网研究:分析问题和建议[M].北京:中国科学技术出版社,2010.

[2] 中华人民共和国电力工业部.电网调度自动化系统运行管理规程DL516-93[S].北京:中国电力出版社,1996.

[3] 苏绍禹.风力发电机设计与运行维护[M].北京:中国电力出版社,2002.

[4] 叶杭冶.风力发电机组的控制技术[M].北京:机械工业出版社,2002.

[5]〔美〕S.M.欣内尔斯, 李育才译.现代控制理论及应用[M].北京:机械工业出版社,1980.

[6] 张志英,赵萍,李银凤,刘万琨.风能与风力发电技术[M].北京: 化学工业出版社, 2010.

[7] 顾卫东.中国风电产业发展新战略与风电非并网理论[M].北京: 化学工业出版社,2006.

[8] 王军,徐成栋.风电场区域集中化运行管理方法研究[J].风能,2012(11):70-74.

Exploration and Practice of Regional Wind Farm Cluster Dispatching System

Zhang Feifei
（China Datang (Chifeng) Renewable Power Co., Ltd., Chifeng 024000,China）

Due to the geographical characteristics of the wind resource distribution, wind farms are usually built in the relatively poor environment, and the distribution range is wide, so it is not conducive to centralized management and wasted much resources. The application of regional wind farms unified dispatching system played an important role on unified management. This article carried out a summarization and refining of the wind farms unified dispatching system in practical application from both conceptual and technical perspective. Meanwhile it demonstrated the strong points and achievements of the unified scheduling system for wind farm cluster. With the application of the unified scheduling system, the real-time load of each wind farms was monitored and helped the managers to perform the comprehensive arrangement of the operation mode of the wind farm, therefore it made the production information collect system professional, networked and intelligent.

regional; wind farm cluster; scheduling system; probing; practice

TM614

A

1674-9219（2013）09-0062-05

2013-07-25。

张菲菲（1978-），女，本科，助理工程师，主要从事新能源产品生产工作。