區域風電場群統一調度系統的探索與實踐

張菲菲

（大唐（赤峰）新能源有限公司，赤峰 024000）

區域風電場群統一調度系統的探索與實踐

張菲菲

（大唐（赤峰）新能源有限公司，赤峰 024000）

由于風資源分布的地理特點，風電場通常建在自然環境相對惡劣的區域，且分布范圍廣，不利于集中化管理，造成大量的人力資源浪費。區域風電場群統一調度系統的應用，對地理位置分散的風電場進行統一的生產管理發揮了重要作用。本文在對風電場群統一調度系統應用理念和技術手段進行實際應用后進行深度總結和提煉，闡述了風電場群統一調度系統在實際生產工作中的優點和成效。該系統的應用不僅實現了對各風電場實時運行工況和設備狀態的監管，還便于管理人員統籌安排風電場的各項管理工作，真正實現了風電場群生產管理的專業化、信息化、智能化。關鍵詞：區域； 風電場群； 調度系統； 探索；實踐

0 引言

對于我國風電發展較為集中的“三北”地區來說,由于風電裝機容量迅速發展,其電網調度運行問題也越來越突出。為此，結合風電公司的生產特點和管理實際，以風電場群統一調度和現場少人值守為基礎，確保安全生產和提升管理效率為目標，創新風電生產管理理念，在區域風電場群中的生產管理中逐步形成了“集中調度，分級管理”的管理模式，不僅有利于并網風電機組的安全穩定運行，也有利于風電公司對多個風電場進行統一集中管理。通過風力發電的調度策略優化，在受限條件下，最大限度實現提高風電機組的使用率和人力資源調配的最優化[1]。

1 區域風電場群統一調度系統的實施

1.1 突出風電場群統一調度的管控模式

長期以來，風電場生產管理基本參照了單元式的火電廠管理模式，生產管理人員分為運行人員和檢修人員，并相應建立了班組，部分風電場實行“運檢一體化”管理模式，在內部依然有運行和檢修之分。同一風電公司擁有多個風電場時，這種生產管理模式的弊端就突顯出來。一是在公司層面上生產管理不能實現統一指揮和調度，形成管理上的脫節；二是管理工作效率不高，不能保證對風電場管理的及時性和準確性；三是風電場單元式的生產管理不能較好地實現負荷調配，做到運行方式優化。基于以上管理弊端，對區域風電場群管理進行了探索和實踐，創新性地應用了風電場統一調度系統并形成了幾個特點。

1.1.1 突出以人為本的理念

由于風資源分布的地理特點，風電場通常建在自然環境相對惡劣的地方。風電場群統一調度系統的建立，將大大減少現場運行值班人員的數量，實現了少人值守，降低了人力資源成本，同時也改善了運行人員工作條件，體現了“以人為本”的管理理念。

1.1.2 突出風電公司生產管理的特點

風電公司區別于其它電力企業的一個顯著的特點是風電場與風電公司辦公地點相隔較遠，為生產管理帶來了諸多不便，極易造成管理脫節和生產指令不能很好地落實。區域風電場群實行統一調度后拉近了管理人員與風電場在空間和時間的距離，便于實施各種管理。

1.1.3 突出區域多個風電場生產統一管理的要求

風電場群統一調度系統可以最直接地實現風電場生產的統一管理，通過建立管理制度和規范生產流程，并利用統一調度系統，各個風電場的生產過程可以一覽無余。所有生產運行數據均取自統一調度系統，提高了準確率，減少了運行人員工作負擔。

1.2 創新管理手段和方法，更加適應生產現場管理的需要

風電場群統一調度系統可以實現對多個風電場變電站設備和風電機組運行狀態進行集中監管，對變電站設備和多臺風電機組進行遠程控制，可以實現與就地控制室監控系統相同的功能，并可以自動生成各種統計報表。通過統一調度系統，不僅可以閱覽各風電場的實時工況，便于管理人員統籌安排風電場運行方式，也為生產信息上報和生產指令下達搭建了平臺，實現了風電場群生產信息采集、傳輸、應用的一體化管理[2]。

1.2.1 實現了管理信息的準確和快捷

風電場群統一調度系統中的電量信息直接取自集控系統的電量管理模塊，無需運行人員進行手工統計，減少了人工計算中的差錯。風電機組運行數據由統一調度系統進行自動采集和統計，可以進行任意條件的統計、分析和對標，真正實現了生產管理信息的快捷和準確[3]。

1.2.2 創新管理界面，突出了現場人員管理設備的作用

區域風電場群統一調度系統將大部分現場運行工作轉移到調度中心，并以系統自動監控和調整為主，人工干預為輔助手段，現場少量留守人員主要為系統故障時的消缺或處理人員，在日常工作時，主要從事設備管理工作?？梢韵胂?，在調度中心正常運行時，現場人員工作量已減到最低，可以集中時間和精力進行風電場設備管理工作。

1.2.3 確定了兩票執行流程，展現風電專業特色，保證生產安全

電力系統兩票管理標準是電力企業多年生產實踐的結晶，在保障電力生產安全方面發揮了重要作用。在風電場群統一調度系統中，以兩票管理標準為基礎，對兩票執行流程進行了整合優化。

1.2.4 調度權限得到調整

按照國家電網公司的要求，220kV變電所由調度部門直接調度。在推行集中監控以來，調度權限做了適當調整，對條件準許的部分風電場，直接將調度指令下達集中監控中心，由集中監控中心向各風電場下達調度指令。

1.3 管理職能得到較好體現

在風電場群統一調度的管控模式下，基于集控系統的功能，創新性地應用了多種管理功能[4]。具體創新點如下：（1）實現了風電場運行方式統一調度管理；（2）實現了風電場生產全過程的動態監督管理；（3）實現了風電場運行數據的深度分析和對標管理，利用風電場群統一調度系統的數據存貯與分析平臺，可以進行多個風電場、多個機型生產指標的橫、縱向對標分析。例如：公司日發電曲線分析、不同風電場同機型出力對比分析、同風電場風資源對比分析等，根據分析結果為生產精細化管理提供參考依據。公司日發電曲線對比情況見圖1、圖2。

2 系統的應用成效

2.1 提高了生產管理人員工作效率，降低了安全風險

在未實行風電場群統一調度系統管控模式之前，公司生產管理人員如果想了解幾個風電場的運行情況，需逐一打電話到風電場向運行人員詢問，費時費力，極易出現差錯。特殊情況下生產管理人員需要乘車幾個小時趕往現場，進行現場辦公。采用風電場群統一調度系統管控模式后，生產管理人員在辦公室采用WEB方式或在調度中心均可以看到各風電場實時運行情況，提高了生產管理人員的工作效率[5]。同時，風電場的所有生產工作，均在調度中心的監管之下，現場執行力大大提升。事故處理和倒閘操作由于有了調度中心的指導和參與，并在操作中起到了第二監護人的作用，大大降低了安全風險。

2.2 風電場實現少人值守，逐步實現無人值班，降低人力資源成本

統一調度系統控制功能投運前，每個風電場按照8個運行人員配置，8個風電場需要64個運行人員。統一調度系統管控模式推行后，每個風電場按照4個運行人員配置，8個風電場需要32個運行人員，調度中心按照“五班三倒”制配置，每個班3人，共計15人，調度中心和風電場總計運行人員47人。裝機容量較小的風電場可以實行“運檢合一”。同時，隨著運行經驗的積累和設備的穩定，部分風電場實現無人值守。與統一調度系統管控模式投運前相比約減少20人，大大降低了人力資源成本。

2.3 便于橫向多參數對標管理，促進風電場縱向提升

圖1 公司日發電曲線對比圖

圖2 公司日發電曲線對比圖

從首臺機組投運至今，累計安裝1164臺風電機組，共計8個機型、7個廠家，各機型的運行工況存在很大差異，利用統一調度系統的數據存貯與分析平臺，可以進行多個風電場、多個機型生產指標的橫向對標分析，在認真總結的基礎上形成經驗性的結論，用于指導風資源評估、微觀選址、設備選型、運行方式等。通過對生產指標的橫向對比、相互關聯、綜合分析，評價風電公司發電能力這一核心競爭力指標，從而促進風電場生產運營向低成本、高效益方向發展。

2.4 合理安排運行方式，適時調配負荷，拓展了電量增長空間

公司已投運6個風電場均并入東北電網，受網架結構影響，風電場限負荷情況較重，需隨時根據調度要求調整送出負荷。采用統一調度系統管控模式以后，調度中心人員利用集控系統功能，可以根據調度指令合理安排各個風電場的運行方式，適時調配負荷，確保負荷的最大送出[6]。

以共用賽烏線輸出的賽罕壩風電場和大黑山風電場為例，調度限負荷時僅按裝機容量給風電場分配負荷送出上限，由于兩風電場風資源情況不同，有時會出現一個風電場負荷送出達不到上限，而另一個風電場負荷送出又不滿足要求的情況。在這種情況下，調度中心可以聯系調度合理調配負荷，做到既保證電網運行安全，實現負荷最大送出，又拓展了電量增長空間。據統計，僅2012年1月至12月，通過調度中心調配負荷，增發電量累計超過1900萬度，增發電量效果明顯。某公司各風電場有功功率監視情況如圖3所示。

2.5 實現了大型風電公司管理創新，企業的社會形象得到好評

在積極探索風電生產管理的客觀規律的同時，積極致力于風電產業的應用，在風電場生產管理方面，積累了大量的運行、維護、管控經驗，在行業內處于較好的管理業績。風電場群統一調度系統的研究與應用，為大型風電公司的生產管理提供了新的思路。

3 結語

本文對風電場群統一調度系統的實施及預期的效果進行了研究，論證了該系統在實際工作中的優點和創新之處，通過統一調度系統的應用，對各風電場實時負荷監控和管理人員統籌安排風電場生產工作發揮了作用，是目前風電領域建設集中控制中心的典范。主要成果有以下幾點：

（1）該系統的應用對區域集群風電場的集中運行、統一調度、故障分析、應急處理發揮了一定的作用，不僅提高了管理人員的工作效率，而且還降低了安全風險和人力資源成本；

（2）風電場群統一調度系統的研究與應用有利于多個風電場的統一管理，提升了現場人員的執行力，大大降低了風電公司安全風險；

（3）該系統的應用對地理位置分散的風電場進行統一生產管理發揮了重要作用。風電場群統一調度系統是未來區域風電公司進行生產管理的發展方向；

（4）區域風電場群統一調度系統提煉了三個典型的優點：一是改變了運行人員的工作環境，體現了以人為本的現代管理理念；二是實現了生產的統一管理，提高了人員效率；三是將生產與管理緊密結合，縮短了空間的距離，提高了現場的管控水平。

圖3 某公司各風電場有功功率監視情況對比圖

4 展望

隨著我國風電行業的迅猛發展及大型風電公司的形成，風電場群統一調度必將成為風電場運行管理的一種趨勢。本文認為，風電場群統一調度將向以下幾個方面發展：

在技術發展方面，風電場群統一調度系統將逐步采用大型實時數據庫，并將多個變電站和多種不同類型風電機組運行數據進行集中存貯和分析，這樣可以實現風電機組的運行記錄、數據比較、缺陷分析和預警功能，并能自動生成符合要求的數據報表，減輕運行人員的工作量，同時系統可以與電網調度正在推行的風電功率預測和AGC系統做到結合和補充[7]；

在功能定位方面，風電場群統一調度系統可以將集中控制與生產調度統一為一個整體，集控中心的作用可以代替現場運行人員值班，實現風電場的無人值守運行或少人值守運行，該系統要有很高的安全性和穩定性，通常用于區域性風電公司的運行監控；生產調度中心的作用是可以監控所屬風電場運行情況，但不進行直接控制，由生產調度人員將相應調度指令發送給相關風電場或區域集控中心，所以系統的穩定性要求相對低一些，可通過VPN鏈路來實現。此模式適用于集團公司級的風電生產調度管理。如果同時具有上述兩種功能，則成為風電場群統一調度系統，同樣要求有較高的安全性和穩定性[8]；

在系統安全方面，風電場群統一調度系統將嚴格遵循電力行業相關信息安全標準，包括國網公司的信息安全標準。

基于以上功能的綜合利用和發展方向，風電場群統一調度系統進一步完善后，逐步融入故障診斷分析功能、風電機組基礎沉降觀測功能、遠程診斷功能、風功率預測上傳等功能，將區域風電場群采用“連鎖店”式的建設模式進行推廣，一定會推動風電行業更好、更快地適應市場需求并快速發展。

[1] 歐洲風能協會, 中國風能協會譯.歐洲大規模風電并網研究:分析問題和建議[M].北京:中國科學技術出版社,2010.

[2] 中華人民共和國電力工業部.電網調度自動化系統運行管理規程DL516-93[S].北京:中國電力出版社,1996.

[3] 蘇紹禹.風力發電機設計與運行維護[M].北京:中國電力出版社,2002.

[4] 葉杭冶.風力發電機組的控制技術[M].北京:機械工業出版社,2002.

[5]〔美〕S.M.欣內爾斯, 李育才譯.現代控制理論及應用[M].北京:機械工業出版社,1980.

[6] 張志英,趙萍,李銀鳳,劉萬琨.風能與風力發電技術[M].北京: 化學工業出版社, 2010.

[7] 顧衛東.中國風電產業發展新戰略與風電非并網理論[M].北京: 化學工業出版社,2006.

[8] 王軍,徐成棟.風電場區域集中化運行管理方法研究[J].風能,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。

張菲菲（1978-），女，本科，助理工程師，主要從事新能源產品生產工作。