Система управления ВЭУ и ВЭС

Управление ветроэлектрическими установками (ВЭУ) и ветроэлектрическими станциями (ВЭС) требует создания многоуровневых систем из-за нестабильного характера генерации и жёстких требований к интеграции в энергосистему. ГК «ЭнергопромАвтоматизация» имеет богатый опыт разработки отечественных решений в области ВИЭ: системы автоматического управления ветроэнергетической установкой (САУ ВЭУ) и автоматизированной системы управления технологическим процессом ветроэлектрической станции (АСУ ТП ВЭС) на базе SCADA NPT Expert.

Решения, разрабатываемые ГК «ЭнергопромАвтоматизация», соответствуют требованиям российских и международных стандартов:

ГОСТ Р 58491-2019 «Электроэнергетика. Распределённая генерация. Технические требования к объектам генерации на базе ветроэнергетических установок»
ГОСТ Р 54418–2012 (МЭК 61400-1:2005) — Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические
ГОСТ Р 51991-2002 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования
Группа стандартов МЭК 61400 — международная группа стандартов, которая устанавливает требования к безопасности, проектированию, испытаниям и оценке работы ветроэнергетических установок (ветрогенераторов)

Система автоматического управления ВЭУ (САУ ВЭУ)

Разработка САУ ВЭУ — комплексная задача, охватывающая механику, аэродинамику, электронику, электротехнику, математическое моделирование и программирование. ВЭУ — нелинейный объект управления со стохастически изменяющимися параметрами источника энергии (ветра), что налагает особые требования к системе управления.

Основные составляющие САУ ВЭУ

Регулятор скорости ВЭУ
Регулятор момента
Регулятор поворота гондолы
Вспомогательные системы ВЭУ

Участие ВЭУ в ОПРЧ

САУ ВЭУ обеспечивает быстрое изменение выработки (быструю разгрузку) в соответствии с требованиями к общему первичному регулированию частоты и активной мощности (ОПРЧ) — как по локальной частоте сети, так и по командам от АСУ ТП ВЭС.

Этапы разработки САУ ВЭУ (опыт ГК «ЭнергопромАвтоматизация»)

Разработка математической модели ВЭУ: как с нуля, так и на базе готовых сред моделирования
Верификация модели по данным записи параметров работы реальной установки с сопоставлением характеристик
Модельные испытания САУ на верифицированной модели
Натурные испытания с актуализацией модели и подстройкой САУ
Опытная эксплуатация с длительным тестированием и оптимизацией алгоритмов

Система управления ВЭС на базе SCADA NPT Expert (АСУ ТП ВЭС)

ВЭС, как и любой объект, поставляющий энергию в Единую энергетическую систему России, является объектом системного регулирования по активной и реактивной мощности. АСУ ТП ВЭС управляет мощностью электростанции, состоящей из множества отдельных ВЭУ, как единым целым в соответствии с требованиями системного оператора.

Основные функции АСУ ТП ВЭС на базе SCADA NPT Expert

Организация и осуществление дистанционного управления из РДУ технологическим режимом и эксплуатационным состоянием оборудования, а также устройствами РЗА, активной и реактивной мощностью объекта. Выполняется в соответствии с Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, утв. приказом Министерства энергетики РФ от 04.10.2022 № 1070, и Правилами технологического функционирования электроэнергетических систем, утверждёнными постановлением Правительства Российской Федерации от 13 августа 2018 г. № 937.
Организация дистанционного управления ВЭС. Выполняется с учётом требований ГОСТ Р 71077-2023 «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Дистанционное управление. Правила применения защищённых протоколов при организации информационного обмена».
Для целей дистанционного управления электротехническим оборудованием и активной (реактивной) мощностью в АСУ ТП ВЭС предусмотрено два отдельных виртуальных ключа дистанционного управления:
- Ключ ДУ ЭСО и РЗА (электросетевым оборудованием и устройствами РЗА) с применением к его функциональности требований ГОСТ Р 59948-2021 «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Дистанционное управление. Требования к управлению электросетевым оборудованием и устройствами релейной защиты и автоматики»;
- Ключ ДУ мощностью (активной и реактивной) с применением к его функциональности требований ГОСТ Р 59949-2021 «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Дистанционное управление. Требования к управлению активной и реактивной мощностью генерирующего оборудования ветровых и солнечных электростанций».

Специализированные модули АСУ ТП ВЭС

Модуль ОПРЧ (общее первичное регулирование частоты) для ВЭС.
Модуль управления и распределения мощности по группам ВЭУ (ГТП) в составе ВЭС.
Модуль управления ВЭУ в составе группы (ГТП).
Модуль управления реактивной мощностью.
Модуль определения обледенения.