2019年,國家發展改革委發布《關于完善風電上網電價政策》的通知,2019年、2020年標桿電價調整為指導電價,陸上風電正式邁入平價無補貼時代。風電裝機規模的屢創新高、平價上網政策的推進與落實,標志著我國風電產業已進入全新的發展階段,如何在減少電網考核與限電損失電量的同時,最大限度提升發電能效,是當前風電整機廠商的共同追求。
此外,國家能源局及各區域電網公司在新頒布的“兩個細則”中,對風電并網的性能指標提出了更為嚴格的要求,使得風電場面臨嚴苛的考核甚至被長時間罰停的風險,嚴重損失發電量且增加額外成本。因此,在平價上網時代,通過技術創新保證并網指標的同時,進一步深層次挖掘風電場潛在發電能力對于風電場運營具有重大現實意義。
(1)風電場有功功率、無功電壓智能調度,指標滿足國家標準、電網企業要求。
(2)支持多模式控制,供業主靈活選擇。平臺提供遠動模式、場站模式、集控模式、斜率模式、分線路模式、調頻模式、優先級控制等,合理調配風機出力,多維度提升風場運行的經濟性。
(3)提供風機全生命周期運行監控與毫秒級數據存儲,使得風機不僅是電能的生產中心,更是一臺旋轉的數據中心。
(4)提供多種標準化對外接口,可與AGC/AVC深度融合,與調頻系統、調壓系統配合使用,并為第三方系統提供技術服務。
(5)為調試人員提供專用的調試界面,在提高聯調效率的同時,也為定位解決各類問題提供強大數據支撐。
(1)標準化。滿足國標及行業要求的風電場接入電力系統技術規定,各項并網指標通過各省電科院涉網實驗驗收,為業主規避風電場指標考核風險。
(2)模塊化分散化。平臺各模塊具有自主運行及控制能力,通訊架構及模塊之間分散化,提升了系統的運行性能和二次擴展性。
(3)定制化。通過對業主方差異化需求進行歸納總結,平臺設計出一套針對業主及調試人員的自定義配置模塊,基于該定制化模塊,可滿足不同人員不同類別的差異化需求,使得能管平臺服務能力進一步推廣孵化。
(4)高安全性。平臺基于風電場二次系統網絡安全防護要求部署搭建,并提供用戶權限安全管理、控制模式一鍵切換、密碼權限認證等安全措施,避免人員誤操作,提高風電場運行管理的安全性要求。
(5)高可靠性。平臺具備雙機冗余機制,當主機意外宕機時,備機自動無縫切換,接管主機控制功能,為業主解決后顧之憂,逐步實現平臺的少人/無人值守的運營模式。
(6)智能化最優調度。
基于專家系統的功率跟蹤及參數自適應調整,解決常規PID控制存在的調節速率、超調量和超調時間之間的矛盾,降低算法對固定配比的依賴,提高算法的自適應性。策略算法之間深度融合,相互協調,使每臺風機始終處在最優負荷運行狀態或最優調節速度狀態,不僅保證風機的安全運行和發電能力的最大化,還完美實現了風電波動性與電網穩定控制矛盾的統一,最大限度提升風場能效,為業主創造更大收益。
此外,國家能源局及各區域電網公司在新頒布的“兩個細則”中,對風電并網的性能指標提出了更為嚴格的要求,使得風電場面臨嚴苛的考核甚至被長時間罰停的風險,嚴重損失發電量且增加額外成本。因此,在平價上網時代,通過技術創新保證并網指標的同時,進一步深層次挖掘風電場潛在發電能力對于風電場運營具有重大現實意義。

圖1 平價時代運達股份為客戶提升發電量目標
站在新的歷史時刻,運達股份總結40多年風電設計開發經驗,結合國內外上萬臺機組運行數據,依托大數據智能分析平臺,自主開發了面向風電場調度的低成本、高實時性的風電場能量管理平臺——WindManager2.0,該平臺專注于風電場風機集群的有功、無功協調控制,作為AGC/AVC系統實施的必要環節,參與電網調頻調壓調度控制,是風電場并網運行的必要系統,強勢助力風電平價時代轉型升級,目前已成功服務于超過200個風電場的場級控制,在行業內受到業主及電網機構廣泛贊譽,平臺整體框架如圖2。
圖2 WindManager平臺整體框架
平臺核心功能:(1)風電場有功功率、無功電壓智能調度,指標滿足國家標準、電網企業要求。
(2)支持多模式控制,供業主靈活選擇。平臺提供遠動模式、場站模式、集控模式、斜率模式、分線路模式、調頻模式、優先級控制等,合理調配風機出力,多維度提升風場運行的經濟性。
(3)提供風機全生命周期運行監控與毫秒級數據存儲,使得風機不僅是電能的生產中心,更是一臺旋轉的數據中心。
(4)提供多種標準化對外接口,可與AGC/AVC深度融合,與調頻系統、調壓系統配合使用,并為第三方系統提供技術服務。
(5)為調試人員提供專用的調試界面,在提高聯調效率的同時,也為定位解決各類問題提供強大數據支撐。

圖3 WindManager平臺運行狀況
WindManager平臺特色:(1)標準化。滿足國標及行業要求的風電場接入電力系統技術規定,各項并網指標通過各省電科院涉網實驗驗收,為業主規避風電場指標考核風險。
(2)模塊化分散化。平臺各模塊具有自主運行及控制能力,通訊架構及模塊之間分散化,提升了系統的運行性能和二次擴展性。
(3)定制化。通過對業主方差異化需求進行歸納總結,平臺設計出一套針對業主及調試人員的自定義配置模塊,基于該定制化模塊,可滿足不同人員不同類別的差異化需求,使得能管平臺服務能力進一步推廣孵化。
(4)高安全性。平臺基于風電場二次系統網絡安全防護要求部署搭建,并提供用戶權限安全管理、控制模式一鍵切換、密碼權限認證等安全措施,避免人員誤操作,提高風電場運行管理的安全性要求。
(5)高可靠性。平臺具備雙機冗余機制,當主機意外宕機時,備機自動無縫切換,接管主機控制功能,為業主解決后顧之憂,逐步實現平臺的少人/無人值守的運營模式。
(6)智能化最優調度。
基于專家系統的功率跟蹤及參數自適應調整,解決常規PID控制存在的調節速率、超調量和超調時間之間的矛盾,降低算法對固定配比的依賴,提高算法的自適應性。策略算法之間深度融合,相互協調,使每臺風機始終處在最優負荷運行狀態或最優調節速度狀態,不僅保證風機的安全運行和發電能力的最大化,還完美實現了風電波動性與電網穩定控制矛盾的統一,最大限度提升風場能效,為業主創造更大收益。

圖4 WindManager融合協作運行
得益于WindManager2.0加持,運達股份“深耕”風場能量最優調度,“精準于風”,并與我司SCADA、PHM、CMS系統相互融合,數據共享,進一步提高風電機組可靠性以及風電場風能利用率,在避免電網考核電量的同時,發電量收益提升約為2%,指標達到行業內領先水平。