PCS-9700光伏电站并网控制系统技术说明书.pdf

PCS-9700光伏电站并网控制系统技术说明R1.00目录1.总体架构.31.1.系统结构.31.2.软件架构.42.控制流程.53.有功功率自动调节（AGC）控制方式.63.1.逆变器有功功率阈值控制（推荐）.63.2.启动/停止逆变器控制.74.电压无功自动调节（AVC）控制方式.74.1.逆变器的无功输出.74.2.控制 SVC/SVG 工作点.74.2.1.系统故障、大扰动情况.74.2.2.系统正常运行.85.控制策略.85.1.排除法则.85.2.优选法则.85.3.参与调节设备最少原则.96.与光伏电站其它系统接口.96.1.逆变器的接口.96.2.SVC/SVG 的接口.106.3.综合自动化系统的接口.106.4.调度的接口.117.通信方案.117.1.逆变器.117.2.综合自动化系统.127.2.1.直接通信.127.2.2.规约转换.127.2.3.远动出口接入.127.3.调度主站.127.3.1.直接通信.127.3.2.间接通信.138.设备清单.13附录 与第三方综自系统配合建议.141.1.总体架构总体架构1.1.1.1.系统结构系统结构PCS-9700 光伏电站并网控制系统总体架构如下图所示：由于和调度之间有数据交互，另外系统和监控系统之间有大量数据交互，南瑞继保 PCS9700 光伏电站并网自动控制系统部署在在安全 I区（与监控系统在同一个分区），主要由以下部分组成：远动机远动机：负责和主站通信，接收主站下发的计划曲线和对上位机的干预（例如远方投退、复归等）。上位机：上位机：一般由高性能 PC 服务器担任，负责具体的控制逻辑判别，并智能生成最优的调节策略的组合，再从网络下发调节命令；另外，PC 服务器可以起到存储、管理调度计划曲线的功能。规约支持层规约支持层：接入逆变器等非传统电力系统设备，通常考虑与监控系统公用。1.2.1.2.软件架构软件架构并网控制系统广泛采用中间件技术，基于南瑞继保成熟平台开发：南瑞继保 SOPHIC 平台是南瑞继保成熟的软件平台。南瑞继保 PCS9700 是新一代厂站监控系统，拥有支持 IEC-61850、103 规约、支持画面完全定制、完善用户权限管理等特性，并网控制系统提供了优秀的人机交互环境。可编程平台是可视化逻辑平台，光伏电站 AGC/AVC 是在可编程平台开发的高级应用。2.2.控制流程控制流程并网自动调节采用循环扫描方式，实时扫描光伏电站各控制目标量测与调度计划曲线/实时指令值之间的差异，智能生成整套最优调节策略，并借助网络下发调节命令，达到对光伏电站动态跟踪调节的目的。逻辑判别流程图如下所示：3.3.有功功率自动调节（有功功率自动调节（AGCAGC）控制方式）控制方式3.1.3.1.逆变器有功功率阈值控制（推荐）逆变器有功功率阈值控制（推荐）根据逆变器经济运行的范围（例如 30%100%），通过遥调的方式，设置到逆变器的有功功率工作点至经济运行下限或者上限，避免了彻底关断一次设备，加快调节速率，达到有功调节的目的。3.2.3.2.启动启动/停止逆变器控制停止逆变器控制通过遥控的方式，启动或者停止一定数量的逆变器，达到有功调节的目的。该方案调节速率较慢，一般不采用。4.4.电压无功自动调节（电压无功自动调节（AVCAVC）控制方式）控制方式4.1.4.1.逆变器的无功输出逆变器的无功输出若逆变器提供有功、无功解耦功能，即当有功功率满发的时候，仍然可以在一定范围内自由调节无功功率、并提供了相应的控制接口，则参考 QGDW 617-2011光伏电站接入电网技术规定，逆变器的无功输出作为光伏电站无功调节的主要手段。逆变器无功的调节目标是控制逆变器和电网之间的无功交互：（1）若数值为 0，则逆变器不向系统输送无功，也不从系统中吸收无功。（2）若数值为正，则逆变器向系统中注入无功（提升并网点电压）。（3）若数值为负，则逆变器从系统中吸收无功（降低并网点电压）。4.2.4.2.控制控制 SVC/SVGSVC/SVG 工作点工作点4.2.1.4.2.1.系统故障、大扰动情况系统故障、大扰动情况在系统故障、大扰动情况下，SVC/SVG 的主要作用是为系统提供快速动态无功支撑，其响应速度为毫秒级，只需要按照调度的规定自主调节即可，不受上位机的干预。4.2.2.4.2.2.系统正常运行系统正常运行若调度允许 SVC/SVG 工作点在一定范围内调节，并提供了相应的远方控制接口，则 SVC/SVG 可以作为 AVC 系统的调节手段。SVC/SVG 在稳态情况下采用定无功功率模式配合 AVC 系统进行电压/无功调节。参考 QGDW 617-2011光伏电站接入电网技术规定，该手段一般作为备用手段使用：若当前电压条件下，SVC/SVG 合适的调节策略可以使得 SVC/SVG 靠近工作点，则 SVC/SVG 优先调节；否则SVC/SVG 备用调节。5.5.控制策略控制策略5.1.5.1.排除法则排除法则（1）剔除硬件上不满足条件，不能参与控制的逆变器或者人为设定不参与调节的逆变器。（2）剔除存在故障的逆变器（闭锁）。（3）剔除不久之前刚刚调节过，尚未达到等待时间的逆变器。5.2.5.2.优选法则优选法则（1）根据人为设置的调节优先级，优先级高的优先参与调节。（2）如果优先级相同，则按照调节平均分配的原则，尽可能平均利用一次设备。（3）高级的定制策略。5.3.5.3.参与调节设备最少原则参与调节设备最少原则尽可能使用最少的逆变器参与调节，达到控制目的，以减少系统同时参与控制设备数量，保证控制的稳定性。6.6.与光伏电站其它系统接口与光伏电站其它系统接口6.1.6.1.逆变器的接口逆变器的接口名称名称范围范围量纲量纲说明说明当前工作点设值可设置，一般为0逆变器容量MW遥调AGC 接口当前工作点同上MW遥测，和“当前工作点设值”配套。其含义是允许逆变器输出的最大功率上限值，在特定的光照条件下，若逆变器最大有功输出能力大于该值，则需要自动限制输出；若逆变器最大有功输出能力小于该值，则满发AGC 接口启停状态控制遥控AGC 接口启停状态遥信，和“启停状态控制”配套AGC 接口无功功率设值逆变器最低限度有功功率满发的情况下，仍至少具备无功功率在-0.3122*PN0.3122PN内自由调节的能力（0.95 功率因kVar遥调AVC 接口正表示向系统注入无功负表示从系统吸收无功数）；最好能做到有功功率满发的情况下-0.4359*PN0.4359PN内自由调节的能力（0.9 功率因数）无功功率同上kVar遥测，和“无功功率设值”配套AVC 接口逆变器输出无功功率实时值正表示向系统注入无功负表示从系统吸收无功闭锁并网自动控制总信号闭锁信号为 1，则闭锁对逆变器的AGC/AVC 自动调节有功功率kW逆变器输出有功功率实时值机端电压V6.2.6.2.SVC/SVGSVC/SVG 的接口的接口名称名称范围范围量纲量纲说明说明工作点设值Mvar遥调设置 SVC/SVG 的无功出力当前工作点Mvar遥测，和上面的遥调配套，形成闭环闭锁控制信号总闭锁信号，若该信号为 1，则闭锁该 SVC/SVG 的自动控制6.3.6.3.综合自动化系统的接口综合自动化系统的接口名称名称范围范围量纲量纲说明说明光伏电站并网点有功功率MW光伏电站并网点无功功率Mvar光伏电站并网点电压kV低压侧母线电压kV可能有若干个6.4.6.4.调度的接口调度的接口PCS-9700 光伏电站并网控制系统支持以下接口，可以按照当地调度的要求删减。名称名称范围范围量纲量纲说明说明全场有功功率限值MW计划曲线或者遥调并网点电压目标值kV遥调电压调节死区kV遥调并网点无功允许下限Mvar遥调并网点无功允许上限Mvar遥调全场有功功率限值上送MW遥测，和上面的 5 个遥调配套，形成闭环并网点电压目标值上送kV电压调节死区上送kV并网点无功允许下限上送Mvar并网点无功允许上限上送Mvar光伏电站正有功备用MW遥测光伏电站负有功备用MW遥测光伏电站正无功备用Mvar遥测光伏电站负无功备用Mvar遥测光伏电站 AGC 功能投退遥控光伏电站 AGC 功能投入遥信，和上面的遥控配套，形成闭环7.7.通信方案通信方案7.1.7.1.逆变器逆变器一 般 通 过 串 口 或 者 网 络 的 方 式 接 入 规 约 转 换 设 备RCS-9784/RCS-9794。7.2.7.2.综合自动化系统综合自动化系统7.2.1.7.2.1.直接通信直接通信如果光伏并网自动控制系统与综合自动化系统同厂家，一般采用直接通信的方式；另外，如果综合自动化系统采用 IEC-61850 规约，也可以直接接入。7.2.2.7.2.2.规约转换规约转换如果光伏并网自动控制系统与综合自动化系统不同厂家，则由光伏并网自动控制系统供应商提供规约转换设备，来实现升压站间隔层设备的接入。7.2.3.7.2.3.远动出口接入远动出口接入如果光伏并网自动控制系统与综合自动化系统不同厂家，在前两种方法都不能使用的情况下，可由光伏并网自动控制系统供应商提供规约转换设备从综合自动化系统的远动设备的出口取数据。7.3.7.3.调度主站调度主站7.3.1.7.3.1.直接通信直接通信如果光伏并网自动控制系统与综合自动化系统同厂家，一般采用直接通信的方式。7.3.2.7.3.2.间接通信间接通信光伏并网自动控制系统作为一个子系统，使用对上规约，例如101/104/CDT 方式接入综合自动化系统的远动设备。8.8.设备清单设备清单下表为系统最大化配置情况下设备清单，具体工程中可以根据十几情况删减。序序号号设备名称设备名称设备型号设备型号单位单位数量数量生产厂家生产厂家一一硬件部分硬件部分1AVC/AGC 服务器CPU：至 强 E3-1220(四 核3.1GHz)内存：8 GB DDR3，1333 MHz硬 盘:300G SAS 硬 盘(10KRPM)光驱：16x DVD-ROM SATA 光驱网络：双口千兆网卡显卡：512M NVS300（支持双屏）外设：键盘、鼠标显示器：Dell 17 寸液晶Redhat Enterprise Linux 64位操作系统套12规约转换装置RCS-9794套1南瑞继保3远动工作站RCS-9698H套1南瑞继保4以太网交换机PCS-9882C套1南瑞继保5屏柜及附件南瑞继保二二软件部分软件部分1AGC 软件PCS-9700套1南瑞继保2AVC 软件PCS-9700套1南瑞继保3数据库软件MYSQL套1ORACLE4可编程支持软件PCS-9700套1南瑞继保5计划曲线通信管理软件PCS-9700套1南瑞继保三三其他其他1运杂费南瑞继保2技术服务费南瑞继保附录附录 与第三方综自系统配合建议与第三方综自系统配合建议 PCS-9700 光伏电站并网控制系统（AGC/AVC）组成独立的子网 通过一个对下通信网关机（RCS-9794）接入综自系统站控层网络，实现与逆变器、SVC/SVG、测控等设备的双向通信 通过一个对上通信网关机（RCS-9698G）接入综自系统站控层网络，经过综自系统远动机间接与调度主站通信建议通信方案如下图所示，AGC/AVC 子系统位于虚线框内：