2021新能源发电集群控制系统功能规范.docx

新能源发电集群控制系统功能规范目 次前 言 III1 范围 42 规范性引用文件 43 术语与定义 54 总体要求 65 数据准备 136 状态监视 147 有功功率控制 168 无功电压控制 179 安全稳定控制 18新能源发电集群控制系统功能规范1 范围本标准规定了以风电场、光伏电站为代表的新能源发电集群控制系统的功能目标、设计原则、体系架构、接口与安全防护、规模与技术要求，明确了新能源发电集群控制系统在数据准备、状态监视、有功功率控制、无功电压控制、安全稳定控制等方面的功能需求和性能要求本标准主要适用于大规模集中并网的新能源基地，以及新能源集中控制的网、省级调度系统新能源发电集群控制系统的设计、研发、建设和验收均应遵守和 执行本标准省级调度以下新能源集中并网及分布式新能源并网也可以参考借鉴2 规范性引用文件下列文件对于本规范的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T19963 风电场接入电力系统技术规定GB/T19964 光伏电站接入电力系统技术规定GB/T 22384 电力系统安全稳定控制系统检验规范GB/T 26399 电力系统安全稳定控制技术导则DL/T 478 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL 755 电力系统安全稳定导则DL/T1040 电网运行准则DL/T 1092 电力系统安全稳定控制系统通用技术条件DL/T 1172 电力系统电压稳定评价导则 DL/T1234 电力系统安全稳定计算技术规范DL/T5003 电力系统调度自动化设计技术规程DL/T 5147 电力系统安全自动装置设计技术规定SD 131 电力系统技术导则（试行）SD 325 电力系统电压和无功电力技术导则（试行）国家电力监管委员会令第 5 号电力二次系统安全防护规定电监安全[2006]34 号全国电力二次系统安全防护总体方案Q/GDW 680 《智能电网调度技术支持系统》系列标准3 术语与定义本标准采用下列术语和定义。

3.1 风电场 wind farm由一批风电机组或风电机组群（包括机组单元变压器）、汇集线路、主升压变压器及其他设备组成的发电站3.2 光伏电站 photovoltaic plant利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统， 一般包含变压器、逆变器和光伏方阵，以及相关辅助设施等3.3 新能源电站 renewable energy power plant与电网相连并向电网输送电力的新能源发电系统，如风电场、光伏电站、光热电站、潮汐电站、生物质能发电厂等，本标准以风电场、光伏电站为例进行说明3.4 新 能 源 电 站 并 网 点 pointof common coupling (of wind/solar farm)对于有升压站的新能源电站，指升压站高压侧母线或节点；对于无升压站的新能源电站，指新能源电站的输出汇总点3.5 新能源发电集群 new energy power generation cluster新能源发电集群指地理上毗邻、特性上相关且拥有一个共同接入点的风电场、光伏电站等新能源电站的集合3.6 新能源发电集群控制系统 new energy power generation cluster control system一种由调度端计算机系统和厂站端控制装置组成的闭环控制系统，一般由调度中心站、协调控制主站、控制子站和执行站等组成分层分区控制体系。

通过周期性的获取准实时电网运行数据和新能源预测数据，滚动进行分析计算，实现新能源发电集群的状态监视、并网有功功率、无功电压、安全稳定协调控制功能，提升新能源发电利用率和电网接纳新能源的水平3.7 新能源电站出力预测精度 prediction precision of the output power of a new energy power plant新能源电站出力不受限时间段内，并网有功功率实际出力曲线与其并网有功功率预测曲线的接近程度3.8 新能源电站调节性能 adjusting performance of new energy power plant新能源电站在有功功率受限时间段内，并网有功功率实际曲线与其并网有功功率调控指令曲线的接近程度3.9 新能源电站涉网性能 performance of new energy power plant involved in power grid新能源电站参与新能源发电集群控制系统调节和控制的能力，包括但不限于出力预测精度、调节性能等4 总体要求本部分确定了系统的功能定位、设计原则、体系架构、数据接口与安全防护、系统规模与技术要求4.1 功能目标新能源发电集群控制系统以保障新能源出力最大化为目标，正常运行方式及预想故障条件下，识别电网运行状态，实现预警功能及新能源电站有功、无功协调控制功能；潜在不安全状态与非紧急状态下实现辅助决策功能；紧急状态下实现新能源与区域电网协调的安全稳定紧急控制功能。

4.2 设计原则1） 满足新能源发展的实际需要及电网调度运行的要求，为新能源发电安全、可靠、经济运行及最大化利用提供现代化的技术支持手段2） 遵循方式安排、调度运行管理规程，按照时间尺度由远及近的顺序实施多时间尺度协调控制；按照空间粒度由小到大（依次是风电机组/光伏发电单元、风电场/光伏电站、风电场/光伏电站汇集升压站、区域枢纽变电站）实施多层级协同控制3） 对风电场、光伏电站等新能源电站接入后的电网各类安全稳定问题提供一体化的解决方案4） 系统结构应满足可靠性、经济性、结构开放和信息共享的原则，要充分利用电网现有调度自动化、新能源功率预测、保护、安全自动装置等方面的资源， 保护已有投资5） 系统设计应遵循国际标准化组织的有关规定，采用符合国际标准的接口，实现信息共享，保证系统的开放性，信息的准确性和操作的灵活性6） 系统开发立足于国内，积极采用国内外的先进技术和成熟产品，积极稳妥地采用国内各科研单位的研究成果，将科技成果应用于新能源发电控制、电网调度和生产运行，提高新能源发电利用率，保障电网的安全、稳定、经济运行7） 系统的软、硬件设备应采用标准化、模块化结构进行设计，坚持核心软、硬件设备国产化原则。

8） 系统设计水平年为系统投运后 3~5 年，远景展望 8~10 年，系统生命周期考虑 8~10 年4.3 体系架构4.3.1 概述新能源发电集群控制系统基于“集中优化协调、分层分区控制”的思想，采用调度中心站、协调控制主站、控制子站和执行站的四级体系架构（如图 1 所示）系统层级和控制装置数量可根据实际情况和功能需求进行灵活配置图 1 新能源发电集群控制系统整体架构4.3.2 调度中心站调度中心站一般部署在省级及以上电网的调控中心，与 EMS 系统、风光发电预测监测系统、调度管理系统和稳控装置等进行信息交换通过整合状态估计结果、风光预测信息、稳控装置实测数据等多源数据，进行新能源发电及集群控制系统状态监视；从网源协调角度出发，评估风电场、光伏电站的发电能力，实现新能源发电有功优化控制和无功电压优化控制；基于整合后的全网数据，进行电网安全稳定分析和全局协调控制策略计算，通过调度员实施预防控制，通过控制策略下发至协调控制主站实施紧急控制4.3.3 协调控制主站1） 协调控制主站一般部署在 750kV/500kV 枢纽变电站，汇总并上传实测信息，接收调度中心站的控制策略2） 应具备安全稳定控制功能，当电网发生故障时通过切机、切负荷、快速 减出力等措施，保持电力系统安全稳定运行；能够结合其它协调控制主站的信息， 通过匹配离线控制策略或以追加控制策略的方式，进行区域控制和协调控制。

3） 应具备有功控制功能，通过监视电网关键运行断面辅助调度中心站有功控制决策，实现新能源送出的最大化；4） 应具备无功电压控制功能，实现无功电压目标的接收与转发4.3.4 控制子站1） 控制子站一般部署在新能源电站的汇集站，接收协调控制主站的控制策略，结合实测信息对本站和所属执行站进行控制，并分解转发协调控制主站命令2） 应能够监测故障或紧急状态，匹配离线控制策略，并接收协调控制主站的紧急控制命令，保持电力系统安全稳定运行3） 应具备有功控制功能，通过监视电网关键运行断面辅助调度中心站有功决策，实现新能源出力最大化、最优化的目标4） 应能够接收调度中心站无功电压的实时控制命令，计算分配控制量，协调本站及所属执行站实施无功电压控制4.3.5 执行站执行站一般部署在风电场、光伏电站等新能源电站并网点，采集本地信息上送到控制子站和调度中心站根据上级控制站（控制子站或调度中心站）的控制命令，在正常运行方式或预想故障条件下，实施有功、无功实时控制；在紧急状态或实时控制未执行的情况下，通过切除馈线、关停逆变器、整体切除新能源电站、投切无功补偿装置等措施，实施安全稳定紧急控制4.4 数据接口与安全防护4.4.1 与外部系统接口4.4.1.1 与现有 EMS 系统接口新能源发电集群控制系统与 EMS 系统一体化建设，共享 EMS 系统商用库和实时数据；通过实时库访问接口从 EMS 基础平台获取电网模型和设备参数数据， 从网络分析应用的状态估计功能获取电网的状态估计结果数据；基于基础平台的数据库服务、画面服务、权限服务、告警服务和历史数据服务等公用服务实现厂站接入信息、预测系统接入信息、新能源监测信息、安全稳定分析和控制决策结果的统一存储和展示。

4.4.1.2 与风光功率预测系统接口新能源发电集群控制系统与风光功率预测系统进行接口，获取新能源超短期和短期功率预测信息风光出力预测系统以 E 格式文本存放风电功率预测和光伏功率预测信息，并采用安全文件传输方式主动推送预测信息到接口服务器4.4.1.3 与安全稳定控制系统接口新能源发电集群控制系统协调控制主站支持与常规安全稳定控制系统接口， 获取运行状态实时信息4.4.2 内部数据接口基于交互信息对实时性和可靠性要求确定通讯方式，对于实时性和可靠性要求高的厂站端控制装置之间的信息交互采用 2M 专网进行通信，调度中心站与厂站端控制装置之间的信息交互采用调度数据网进行通信4.4.2.1 信息采集与上送各级厂站端控制装置通过调度数据网直接上送信息到调度中心站对于部分无法直连到调度中心站的控制子站和执行站，信息可通过上级控制子站或协调控制主站汇集后上送到调度中心站具体系统内各层级间信息采集上送信息流如图2 所示图 2 信息采集与上送具体要求如下：a) 调度中心站接收协调控制主站、控制子站和执行站上送信息b) 协调控制主站上送本站运行信息至调度中心站，转送本站信息至其它协调控制主站c) 控制子站向调度中心站和协调控制主站上送本站信息。

d) 执行站向调度中心站和控制子站上送本站信息4.4.2.2 控制命令下发调度中心站一般采用经协调控制主站转发给控制子站、执行站的方式下发控制命令，也支持通过调度数据网直接下发控制命令到控制子站和执行站具体系统内各层级间的控制命令下发如图 3 所示图 3 控制命令下发。