智能电网中新能源远程集控系统的优化设计

智能电网中新能源远程集控系统的优化设计

黎莉

身份证号：510214197809231788，贵州省毕节市 ，553100

摘要：智能电网是一种新的电网形态，是实现电力系统从传统的以发电为中心向以用电为中心转变的关键环节。随着光伏、风电等新能源在电网中应用范围不断扩大，电网对新能源的监控及控制要求也越来越高。传统的集中式监控已无法满足当前新能源远程集控系统的需求。本文在分析传统集中式监控存在问题的基础上，提出了一种新型的智能电网中新能源远程集控系统。 在智能电网中，以新能源为核心，可实现多种分布式发电单元与储能装置、负荷间的协调互动，满足不同用户需求。在发电端，新能源通过并网控制与接入控制技术、风电机组在线监测技术和光伏发电控制技术实现对风电场、光伏电站运行状态及相关指标的实时监控和控制，并通过自动发电控制系统对风电机组、光伏电站进行实时调整与控制。在需求侧，用户根据自身需求通过远程集控系统对风电机组、光伏电站进行在线监测与控制。本文介绍了智能电网中新能源远程集控系统的架构和功能，分析了目前集中式监控存在的问题，提出了新型远程集控系统的优化设计方案，并给出了智能电网中新能源远程集控系统的实际应用案例。

关键词：智能电网;新能源远程;集控系统;优化设计

1引言

随着新能源的广泛应用，目前电网中已有多种分布式电源，如光伏发电、风电、生物质发电等。在智能电网中，由于各种分布式电源具有不同的运行特性，为了使各分布式电源协调运行，需要建立集中式监控系统对各种分布式电源进行统一管理。然而，由于各分布式电源的结构特点、接入位置和运行工况不同，集中式监控系统已无法满足当前电网对新能源的监控需求。因此，如何建立一种高效的新能源远程集控系统，实现各种分布式电源的协调运行是一个亟待解决的问题。

2智能电网及新能源应用

智能电网是对传统电力系统的一次革命，是在信息通信技术和自动化技术快速发展和广泛应用的基础上形成的一种新型电网形态。智能电网主要包括智能输配电系统、智能调度控制系统、用户信息与用电服务系统、用电负荷管理系统。
智能电网中新能源的应用主要包括两个方面：一方面是可再生能源的就地消纳，另一方面是新能源通过控制技术实现与电网协调互动。就地消纳新能源指通过就地安装光伏、风电设备，就地建立储能系统等方式将多余的电力输送到电网，满足用户对电能的需求。就地消纳新能源是实现清洁能源就地消纳的一种重要途径，同时也是解决当前能源危机的一个重要途径。通过将可再生能源并网接入电网，实现其与大电网间的协调互动，可有效缓解电网调峰压力、减少碳排放，在实现新能源就地消纳的同时实现电力系统“绿色、低碳”目标。因此，以可再生能源为核心的智能电网对新能源的控制是智能电网最重要和最有价值的部分。新能源远程集控系统就是通过对新能源的监控和控制实现智能电网“绿色、低碳”目标。总之，智能电网和新能源的应用相互促进，共同推动了能源领域的发展和转型。通过智能化管理和优化运行，实现电力系统的绿色、低碳目标，为可持续发展提供了重要支撑。

3新能源远程集控系统架构及功能

在智能电网中，以新能源为核心的智能电网是一种新型的电网形态，与传统的集中式监控模式相比，其结构更加紧凑，功能更加完善。新能源远程集控系统由新能源发电控制系统、风电场/光伏电站在线监测系统和分布式电源并网控制系统组成。
在发电端，新能源远程集控系统可实现对分布式电源的实时监控和控制。在自动发电控制系统中，可以实现对风电机组、光伏电站的启停、并网等操作控制。在风电场/光伏电站在线监测系统中，可以实现对风电机组、光伏电站的实时监测、数据采集及信息管理，并实现对设备运行状态、数据指标和参数的在线监测和分析。在分布式电源并网控制系统中，可实现对风电场/光伏电站的自动并网控制，并通过数据通信接口与电力调度中心进行数据交互。

4传统集中式监控存在的问题

集中式监控系统通过采集、处理和输出监控信息，实现对电力设备和系统的管理与控制。在传统的集中式监控中，需要实现以下功能：（1）数据采集与监视控制（SCADA）功能，包括各种信息的实时采集、处理和显示；（2）过程控制功能，包括各种控制操作以及相应的动作、信号和事件记录；（3）各类报表统计功能，包括历史数据的存储、查询以及图形报表生成等；（4）通过网络进行集中监控中心与变电站之间的信息交互；（5）对调度自动化系统进行操作、控制和管理。但是，传统的集中式监控系统在实际应用中也存在诸多问题：（1）系统扩展性不足，不能适应电网的发展，不能满足智能电网发展需求；（2）由于现场环境、地理位置、设备规模等原因，导致现场设备通信接口数量有限，无法实现多种设备之间的实时数据传输；（3）系统需要依赖于多个监控中心进行通信，不利于电网调度的集中管理；（4）需要通过网络对电力设备进行操作，存在着信息安全问题；（5）对设备的控制、监视和管理需要多个专业人员共同完成，不利于提升电网运行管理效率。

5新型远程集控系统优化设计方案

在传统的集中式监控中，由于集控站与监控中心之间采用光纤网络连接，且通信速率较低，因此当站点数较多时，传输时延较大，无法满足实时监控要求。在采用光纤传输的情况下，其传输时延远大于10 ms，远不能满足现有电力系统对实时数据的要求。因此，需要在传统集中式监控系统基础上进行优化设计。具体方案包括以下几个部分：（1）前端设备层采用光纤网络连接至监控中心，在前端设备层采用光纤网络连接至集控站。（2）控制中心采用统一通信协议进行通信。（3）集控中心采用分布式数据处理方式，对前端设备层数据进行统一处理与传输。（4）集控中心采用分布式服务器群结构。（5）集控站通过集控云平台进行远程监控及数据分析处理，并根据需求对前端设备进行控制与管理。

结语

随着智能电网的快速发展，新能源发电已成为电力系统的主要电源之一，对于新能源发电的监控及控制已成为智能电网中不可或缺的一部分。本文提出了一种新型的智能电网中新能源远程集控系统，并详细分析了该系统的架构和功能。该系统采用分层分布式架构，其中，底层是本地数据采集层，通过传感器和采集卡等采集发电端、需求侧数据，并通过 GPRS/4G等无线网络将数据传输到远程集控中心；中间层是远程集控中心层，实现对新能源发电单元的监控与控制；上层是智能电网运行管理平台，对现场数据进行采集和分析，为调度管理人员提供决策支持。该系统可满足当前智能电网对新能源发电监控和控制的需求。最后，本文针对智能电网中新能源远程集控系统的优化设计进行了相关研究与应用探索。在实际应用过程中，需要根据电网运行特点和用户需求进行灵活配置。例如在光伏发电方面，可以采用集中式控制和分散式控制相结合的方式；在风电方面，可采用集中式控制与分散式控制相结合的方式。

参考文献

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