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风电自主电控与整场群控关键技术及示范

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成果主要完成人

张敏,程高学,杨荣哲,林煊征,张成明,邱昌印,姬建刚,杨军宏,王佳,马伟

项目概况

研究背景:为落实国家“双碳”战略,推进清洁低碳能源为主体能源供应体系构筑和能源数字化,针对国家大规模新能源开发场景下面临的低时延、广覆盖、高可靠的高速实时、广域泛在新型架构工业控制(新型工控)系统实际需求。依托中央企业CPU芯片和操作系统创新联合体。将宁夏同心风电场列为试点,开展“风电自主电控与整场群控关键技术及示范”项目,力求打通“机-群-域-云”中“机控”和“群控”两个关键层级。 管理技术难点:风电自主主控系统。主控系统为“机群域云”架构的基础,对风电机组进行实时控制,同时负责指令的接收与数据的上传。控制系统在满足实时性的同时运行高级算法,实现环境自适应优化运行能力,能有效提升单台机组发电效率。风电机组自主主控系统采用国产核心硬件,控制程序自主研发,并支持主流国产CPU架构,实现硬件和软件自主可控 2.自主风电机组载荷计算和数字孪生系统,是基于先进气动算法为理论基础,对机组进行精细化建模,可实现实时监测和预测场站机组的极限/疲劳载荷,为风电的控制算法提供优化策略,保障机组安全运行,提升机组的运行寿命。 3.基于新型传感器网络、尾流优化与先进工控网络的群控系统。通过新型传感器网络监测风电集群的气象信息,建立机组尾流优化调度模型,提升场站及发电能力。难点在于群控实时工控网络的搭建,有效保障风电集群数据采集和控制的实时性,提升群控系统整体的可靠性。 成果先进性及创新性:1.风电自主主控系统。风电机组自主主控系统采用国产核心硬件,控制程序自主研发,并支持主流国产CPU架构,实现硬件和软件自主可控,解决了风电工控领域软硬件“卡脖子”问题; 2.主控制系统采用新型软硬件架构和先进算法。控制系统在满足实时性的同时运行高级算法。机组通过算法实现环境自适应优化运行能力,能有效提升单台机组发电效率; 3.基于先进气动算法自主风电机组载荷计算和数字孪生系统,能够实现实时监测和预测场站机组的极限/疲劳载荷,为风电的控制算法提供优化策略,保障机组安全运行,提升机组的运行寿命; 4.基于新型传感器网络、尾流优化与先进工控网络的群控系统。通过新型传感器网络监测风电集群的气象信息,建立机组尾流优化调度模型,提升场站及发电能力。先进工控网络的搭建,有效保障风电集群数据采集和控制的实时性,提升了群控系统整体的可靠性。

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