新能源变电站的大脑——监控系统

1、风光储输四位一体的新能源电站

“国家风光储输示范工程” 项目坐落在河北省张家口市的坝上草原，是包含风力发电、太阳能光伏发电、化学储能、智能输电的一体化工程，是国网公司探索新能源与智能电网和谐发展，推动我国新能源事业又好又快发展的示范工程，项目从规模和技术上均具有国际领先水平，是探索新能源科技发展的前沿阵地。

风电场周围散布着186台大风机，在变电站周围有占地4000亩的光伏片区，这些发电单元通过埋在地下的电缆，将来自风和光转化成的电能源源不断的输送到区域中心——变电站，通过一层层的升高电压，可以使并网电压达到220kV，通过输电线路送到千家万户，点亮夜里的每一盏灯。

2、风光储联合发电必要性

风、光资源受季节、地域、气候影响较大，存在着随机性、波动性、间歇性等诸多不可控因素，将其作为单一的发电系统都存在出力多变、瞬间冲击的问题，将对电网安全、稳定运行带来极大的风险。虽然风力发电和光伏发电具有一定的天然互补性。但在系统中加入储能装置后可以进一步实现出力平稳。

3、风光储联合发电系统概况

（一）系统简介

变电站监控系统由多个大大小小的系统组成，主要包括联合发电监控系统、变电站监控系统、风机光伏监控系统、五防、PMU、电量采集、时钟对时系统等，她们有机的组合在一起，构成了保护变电站的“安全卫士”。通过信息通信系统与风电场、光伏电站、储能站及变电站进行信息交互，使其可在功率平滑、跟踪计划、削峰填谷、系统调频等运行模式间实现无缝切换和精确控制。下图为风光储联合发电监控系统界面。

（二）系统架构

监控系统在架构上可分为三层，分别为联合调度层、场站监控层和设备层。其中，联合调度层是“大脑”的所在地，是联结上级调度中心与联合发电系统之间的桥梁，作为整个系统的控制中枢进行智能分析与决策，实现对风电、光伏、储能的协调控制。场站监控层实现对各子系统的单独监控，实时上传各设备的运行信息，并同时接收联合控制层下发的控制指令。其系统结构图如下。

（三）监控系统如何工作

在联合发电监控系统上，可以通过调度控制中心大屏幕上的画面监控目前的有功总出力值，还可以在上级调度下发限电指令时进行限定值操作，这是为了保障电网输送线路的稳定而进行的必要操作。

那我们怎么实现不去现场就可以实时监控风机和光伏是否在发电呢？这就要依靠风机和光伏监控系统。可以实时监控风机和光伏的状态，比如风机发电状态，是红色的小风机在转动，蓝色代表正常停机，而黄色代表风机故障。运行监盘人员可以通过查看风机所在地区，及时通知运检班组进行故障恢复。

上面第一幅图为五种风机发电状态；第二幅图为风机监控实时状态。

不同的系统，一丝不苟的监视着不同的设备及硬件，切实的保障站内设备和业务的运行。少了她们，变电站就不能正常工作，其重要性不言而喻。

这是我们的联合调度机房，机房内主要是一些服务器，数据库等，是整个电站“大脑”本身，整套风光储联合监控系统的高效稳定运行，主要是靠机房内的这些设备实现的。

4、结语

大家的日常生活离不开电，希望通过这篇短文章能让大家对新能源变电站监控系统有了初步的认识，让大家用电的同时也了解电。

千里之行，始于足下，涓涓细流，可汇成江海。碳达峰、碳中和的远大目标，离不开新能源技术的普及，更离不开你和我每一个人的努力。最后，欢迎感兴趣的小伙伴们来风光储电站参观学习！