风电场升压变电站综合自动化配置

石 成

（乾安网新风电有限公司，吉林 松原 131400）

概述

近年来，风力发电作为清洁能源的主要代表，在电网中所占的比重是越来越大，因而研究风电场的相关技术就显得至关的重要。风电场升压变电站的风力发电技术主要包括智能化监控系统、风力发电机在线状态监测和电网接纳能力等关键技术，这些技术的研究和开发利用是保证风力发电高效进行的主要手段。因此，风电场升压变电站综合自动化配置在一定程度上影响了我国风电行业的稳定和快速集中式发展。

一、风电场概述

风电场升压变电发电过程中应该要注意以下几个方面的内容，第一，风电场电机正常情况下负载一般不高，但是，有时也可能会出现长时间的高负载发电运行情况。因此，风电场发电过程中应该注意对其负载的控制，尤其是要对电流密度进行检验。第二，风电场发电的接线方式不仅仅可以采用架空方式进行连接，也可以采用电缆方式进行连接。接线风力发电机的数目应该根据具体的情况而定。第三，为了减少风力发电机组输送电能过程中电量的损失，应该采取升压输电的方式。一般的升压变压器可以与高低压断路器一起组成升压箱变，以保证升压过程的顺利进行。目前，我国风力发电输电过程中使用较广的升压变压器主是选用油浸式变压器和干式变压器。但是，升压变压器还应该根据不同的场合和风力发电的实际情况进行选择。

二、升压变电站概述

风电场升压变电站的发电过程应该注意包括以下几个方面，第一，风电场是利用风能转换成电能的过程，但是由于大自然的风速是不可控制的，使得风力发电场存在随时可能投入发电和突然停止发电的状况。因此，在进行风力发电场升压变电站设计的时候，我们应该注意风电场发电的可靠性。升压变电站在低压范围内，可以不考虑进行分段设计。然而，分段设计应该根据风电场的负荷进行设计，同时还应该考虑风力发电的电量，以保证电量的输送。第二，风电场升压变电站一般都安装在风力资源相对比较丰富的地区，但是，这些地方对土地的控制不高，一般用于建设风力发电站的土地资源比较广泛。第三，对于一些土地利用不好的地区，风力发电站的安装应该采用更加先进的发电设备。第四，风电场的监控系统和升压变电系统是分开的两个系统，但是，这两个系统一般都安装在同一个地方。可是当风力发电机的分布比较分散的时候，对这两个系统可以实现分开安装。因此，风电场的监控系统是升压变电站中一个非常重要的系统，不仅仅可以独立的监控，还能够和升压变电系统建设在一起。第五，由于我国的风力发电场大多建设在位置比较偏远的地区，因而升压变电站的建造和发电过程之中应该要求发电工作人员具有更高的综合素质。

三、变电站数字化和自动化的系统综合配置

3.1 过程层

在风电场升压变电站综合自动化配置过程之中，过程层是一次设备和二次设备进行结合的层面，也是智能化发电设备的智能化部分。过程层一般包括以下三个方面的功能，第一，检测电力运行的实时电气量。这主要是指对电流、电压和发电相位等进行检查，随着时代的发展，在风电场升压变电站发电系统中，光电电流互感器会慢慢取代传统的电磁式电流互感器。第二，检测设备运行的状态参数。风电场升压变电站的在线监测系统和检测统计变电站都需要进行对其状态参数的检测。主要包括的设备主要有变压器、电抗器和电容器等，主要检测的指标有风电场升压变电站的温度、压力和运行状态等。第三，操作控制驱动和执行。风电场升压变电站的操作控制的执行和驱动主要包括调节控制变压器分接头、电抗器和控制直流电源充放电等。过程层的控制执行与驱动一般都是一个被动的过程，一般都是按照上一层的指令进行控制的。风电场升压变电站的智能性可以自动判定和识别上层发出的命令，同时，还可以对讲义执行的命令进行精确控制，并且这样的控制应该严格按照相关的数据参数进行操作。

3.2 间隔层

风电场升压变电站的间隔层的设备主要包括以下几个方面的功能，第一，能够将过程层的实时数据和信息进行汇总处理。第二，对风电场升压变电站的发电一次设备进行保护和控制等功能。第三，还能够对间隔层的操作进行封闭处理。第四，能够对实施操作过程进行同时控制。第五，间隔层还能对数据采集和统计运算等进程优先控制。第六，间隔层还能很快地完成过程层、间隔层和站控层之间的通信功能。对于一些风电场升压变电站的风力发电系统，为了提高信息通信的速度，以保证发电过程的顺利进行。

3.3 站控层

风电场升压变电站的站控层主要包括以下几个方面的任务，第一，利用网络技术对风电场变电站的发电数据进行实时汇总处理，随时对实时数据进行更新。第二，站控层还能将有关的发电数据和信息按照相关的规定及时发送到控制中心。第三，站控层能够接受控制中心发出的相关命令，进而就能够将信息和数据传输到过程层和间隔层。第四，可以在线进行全站进行封闭操作控制。第五，站控层还能够对过程层和间隔层的设备进行在线维护和修改处理。第六，站控层还具有自动化分析风电场变电站出现的故障，同时就可以进行控制等功能。

结语

总而言之，我国风电场升压变电站发电系统还处于初级阶段，风电场升压变电站综合自动化配置不仅与风力发电的投资有关，还与整个风电场的发电技术方案有很大的关系。所以，明确认识风电场和升压变电站等基本概念，对于进一步开发风电场升压变电站的发电技术具有很大的促进作用。因此，现阶段研究风电场升压变电站综合自动化配置具有非常重大的现实意义。由于本人的知识水平有限，因此，如有不到之处，还望不吝指正。

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