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[摘 要]随着现代经济社会的不断发展，风电场在人们生产生活中扮演着越来越重要的角色，为了能够从根本上解决不同风机监控存在的兼容问题，数字化技术开始被引入其中，从而更好地解决风电场不同风机的监控工作，保证升压站监控以及自动发电控制工作的顺利进行。本文主要对风电场中运用的数字化技术进行分析和探讨，从而更好的推动风电事业的发展。
[关键词]数字化技术 风电场 实际运用
中图分类号：TE34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0239-01
目前我国很多风力发电场所用的升压站输变电保护测控装置以及风场风机都是来自不同厂家。这些不同的产品所支持的通信协议以及通信介质也各不相同，从而导致风电场自动化水平受到严重的影响，无法从根本上满足系统电网所提出的风电负荷需求，造成严重的“弃风问题”。
一、数字化风电场
数字化变电站所提出的工作目标就是为了保障站内智能电气设备所呈现的不同信息能够实现共享。随着IEC61850标准体系的提出和推广，数字化应用标准也被拟定，作为数字化变电站技术在综合考虑IEC61850的标准基础之上，在风力发电领域的延伸和拓展。
较为全面的数字化风电场实质性的特征就是通过数字化技术的利用来统一获取、交换、处理包括不同风机在内的所有风电场相关装置设备的一系列信息。[1]把升压站监控、风机监控以及风场高级综合利用在整个数字化通信平台之上。通过共享全场无缝数据来保证风电场优化运行以及管理，从根本上提升风电行业的实际竞争力。
二、数字化风电场自动化系统分析
通过对IEC61850系统结构思想进行分析和阐述，我国数字化风电场自动化系统的架构包括站控层、间隔层以及过程层等。
（一）站控层
站控层作为一个全风场管理的实际系统层，主要构成部分包括风场高级自动化应用系统、全风场综合自动化监控系统、远动主站、GPS对时装置、五防系统构成。全风场综合自动化监控系统主要是将IEC61400—25通信标准体系作为运行基础，对风机监控以及原升压站监控两个独立系统进行合理有效地整合。[2]系统之间呈现出的有机结合从根本上破除风机监控以及风电场升压站监控所属的不同系统的现象，减少数据难以共享、不同风机厂家操作监控要求不同带来的不利影响。
数字化风电场能够从根本上保证全风场实现综合自动化监控，除了具有升压站所具有的所有监控功能之外，还能够对不同风机运行过程中产生的重要数据进行图形化显示，例如风力机组的累计发电量、发电功率、发电小时数、电机和风轮的风速以及转速、风向等。还能够利用全风场集中相对统一的风机监控界面，向不同的风机下发停机、开机、复位、自动或者手动操作等不同的命令，从根本上避免传统风场由于多种不同设备呈现的不同系统并存操作或者监控的局面。还通过对风场风机、升压站开展的整体监控，对风电场独有的分散数据资源进行有效整合，从根本上提升整个风场自动化维护以及运营水平，从而实现风电场在发展过程中提出的“减员增效”目标。[3]风电场建立并完善的数据平台能够保证数字化风电场实施高级自动化应用工作顺利进行，例如风电场功能率负荷对AGC系统的优化控制、在线五防、风场风力发电预测系统、自动报表、Web数据以及智能系统诊断等不同功能的实际运用。
（二）间隔层
1、风电场风机
风力发电机组本身作为一个较为庞大而又复杂的系统，与监控系统相比较，主要承担的是对外通信控制的接口。所以，风机在一定程度上发挥的是IED装置系统的作用。我国目前很多风电场的风机系统还不支持IEC61400—25风电标准，但是，风机一般所支持的都是OPC通信数据的管理服务。所以，可以利用规约转换装置，将其转换成对应的新风电标准，并且融入到风场监控网络系统中。
2、变压器保护测控装置系统
我国现阶段风电场风力发电机出口位置的35kV箱式变压器一般都具有相对简单的保护功能，因为相关功能配置较为简单，升压站自动监控系统难以对这些变压器进行监控。[4]大型风电场的风机箱变巡检维护工作较为复杂。箱变高压侧不存在断路器，从而诱发单个箱变故障只能够实现一级线路，导致同一条线路的不同风机出现停运现象，造成严重的经济损失。在条件允许的状况下，尽可能使用与箱变配置相适应的一种保护测控装置，从而实现35kV箱式变压器要求的测控功能以及完整保护功能。装置要求尽可能达到IEC61850的标准要求，伴着相应的风机共同接入到风场户外光纤环网中，随后接入全场监控主网络。
3、过程层
过程层的主要工作就是完成电气设备状态量、电气量以及采集工作，并且从根本上对电气设备的功能进行控制。过程层的数字化包括开关设备以及互感器表现出的数字化。开关设备数字化主要是由二次厂家提供常规的一次设备智能终端来完成。互感器呈现出的数字化一般是通过电子式互感器加以呈现，无缘全光纤电子式互感器凭借良好的抗干扰性能、谐振、无磁饱和、价格低廉等显著的優势得到了较为普遍的运用和推广。[5]电子式互感器数字采样信号通过合并单元来实施同步处理，利用IEC61850—9—2协议在整个过程网络中实现发布，其信号可以通过连接过程网络的IED装置实现获取，不会受到站内任何设备物理分布位置带来的限制，保证数字采样信号能够实现分布应用。
结语：
数字化风电场工程主要以数字化变电站技术作为研究基础，利用数字化光纤作为网络通信的主要手段，从而保证风场升压站数字化工程的顺利实施。[6]本文主要对数字化风电场、数字化风电场自动化系统进行分析和探讨，从而保证风电场在运用以及发展过程中创造更大的经济以及社会效益。
参考文献：
[1] 廖勇，王国栋. 双馈风电场的柔性高压直流输电系统控制[J]. 中国电机工程学报，2012，28：7-15+24.
[2] 张晓辉，董兴华. 含风电场多目标低碳电力系统动态经济调度研究[J]. 电网技术，2013，01：24-31.
[3] 赵静，赵成勇，孙一莹，张建坡，敬华兵. 模块化多电平直流输电联网风电场时的低电压穿越技术[J]. 电网技术，2013，03：726-732.
[4] 冯双磊，王伟胜，刘纯，戴慧珠. 风电场功率预测物理方法研究[J]. 中国电机工程学报，2010，02：1-6.
[5] 陈惠粉，乔颖，鲁宗相，闵勇. 风电场群的无功电压协调控制策略[J]. 电力系统自动化，2010，18：78-83.
[6] 乔颖，鲁宗相. 考虑电网约束的风电场自动有功控制[J]. 电力系统自动化，2009，22：88-93.
[关键词]数字化技术 风电场 实际运用
中图分类号：TE34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0239-01
目前我国很多风力发电场所用的升压站输变电保护测控装置以及风场风机都是来自不同厂家。这些不同的产品所支持的通信协议以及通信介质也各不相同，从而导致风电场自动化水平受到严重的影响，无法从根本上满足系统电网所提出的风电负荷需求，造成严重的“弃风问题”。
一、数字化风电场
数字化变电站所提出的工作目标就是为了保障站内智能电气设备所呈现的不同信息能够实现共享。随着IEC61850标准体系的提出和推广，数字化应用标准也被拟定，作为数字化变电站技术在综合考虑IEC61850的标准基础之上，在风力发电领域的延伸和拓展。
较为全面的数字化风电场实质性的特征就是通过数字化技术的利用来统一获取、交换、处理包括不同风机在内的所有风电场相关装置设备的一系列信息。[1]把升压站监控、风机监控以及风场高级综合利用在整个数字化通信平台之上。通过共享全场无缝数据来保证风电场优化运行以及管理，从根本上提升风电行业的实际竞争力。
二、数字化风电场自动化系统分析
通过对IEC61850系统结构思想进行分析和阐述，我国数字化风电场自动化系统的架构包括站控层、间隔层以及过程层等。
（一）站控层
站控层作为一个全风场管理的实际系统层，主要构成部分包括风场高级自动化应用系统、全风场综合自动化监控系统、远动主站、GPS对时装置、五防系统构成。全风场综合自动化监控系统主要是将IEC61400—25通信标准体系作为运行基础，对风机监控以及原升压站监控两个独立系统进行合理有效地整合。[2]系统之间呈现出的有机结合从根本上破除风机监控以及风电场升压站监控所属的不同系统的现象，减少数据难以共享、不同风机厂家操作监控要求不同带来的不利影响。
数字化风电场能够从根本上保证全风场实现综合自动化监控，除了具有升压站所具有的所有监控功能之外，还能够对不同风机运行过程中产生的重要数据进行图形化显示，例如风力机组的累计发电量、发电功率、发电小时数、电机和风轮的风速以及转速、风向等。还能够利用全风场集中相对统一的风机监控界面，向不同的风机下发停机、开机、复位、自动或者手动操作等不同的命令，从根本上避免传统风场由于多种不同设备呈现的不同系统并存操作或者监控的局面。还通过对风场风机、升压站开展的整体监控，对风电场独有的分散数据资源进行有效整合，从根本上提升整个风场自动化维护以及运营水平，从而实现风电场在发展过程中提出的“减员增效”目标。[3]风电场建立并完善的数据平台能够保证数字化风电场实施高级自动化应用工作顺利进行，例如风电场功能率负荷对AGC系统的优化控制、在线五防、风场风力发电预测系统、自动报表、Web数据以及智能系统诊断等不同功能的实际运用。
（二）间隔层
1、风电场风机
风力发电机组本身作为一个较为庞大而又复杂的系统，与监控系统相比较，主要承担的是对外通信控制的接口。所以，风机在一定程度上发挥的是IED装置系统的作用。我国目前很多风电场的风机系统还不支持IEC61400—25风电标准，但是，风机一般所支持的都是OPC通信数据的管理服务。所以，可以利用规约转换装置，将其转换成对应的新风电标准，并且融入到风场监控网络系统中。
2、变压器保护测控装置系统
我国现阶段风电场风力发电机出口位置的35kV箱式变压器一般都具有相对简单的保护功能，因为相关功能配置较为简单，升压站自动监控系统难以对这些变压器进行监控。[4]大型风电场的风机箱变巡检维护工作较为复杂。箱变高压侧不存在断路器，从而诱发单个箱变故障只能够实现一级线路，导致同一条线路的不同风机出现停运现象，造成严重的经济损失。在条件允许的状况下，尽可能使用与箱变配置相适应的一种保护测控装置，从而实现35kV箱式变压器要求的测控功能以及完整保护功能。装置要求尽可能达到IEC61850的标准要求，伴着相应的风机共同接入到风场户外光纤环网中，随后接入全场监控主网络。
3、过程层
过程层的主要工作就是完成电气设备状态量、电气量以及采集工作，并且从根本上对电气设备的功能进行控制。过程层的数字化包括开关设备以及互感器表现出的数字化。开关设备数字化主要是由二次厂家提供常规的一次设备智能终端来完成。互感器呈现出的数字化一般是通过电子式互感器加以呈现，无缘全光纤电子式互感器凭借良好的抗干扰性能、谐振、无磁饱和、价格低廉等显著的優势得到了较为普遍的运用和推广。[5]电子式互感器数字采样信号通过合并单元来实施同步处理，利用IEC61850—9—2协议在整个过程网络中实现发布，其信号可以通过连接过程网络的IED装置实现获取，不会受到站内任何设备物理分布位置带来的限制，保证数字采样信号能够实现分布应用。
结语：
数字化风电场工程主要以数字化变电站技术作为研究基础，利用数字化光纤作为网络通信的主要手段，从而保证风场升压站数字化工程的顺利实施。[6]本文主要对数字化风电场、数字化风电场自动化系统进行分析和探讨，从而保证风电场在运用以及发展过程中创造更大的经济以及社会效益。
参考文献：
[1] 廖勇，王国栋. 双馈风电场的柔性高压直流输电系统控制[J]. 中国电机工程学报，2012，28：7-15+24.
[2] 张晓辉，董兴华. 含风电场多目标低碳电力系统动态经济调度研究[J]. 电网技术，2013，01：24-31.
[3] 赵静，赵成勇，孙一莹，张建坡，敬华兵. 模块化多电平直流输电联网风电场时的低电压穿越技术[J]. 电网技术，2013，03：726-732.
[4] 冯双磊，王伟胜，刘纯，戴慧珠. 风电场功率预测物理方法研究[J]. 中国电机工程学报，2010，02：1-6.
[5] 陈惠粉，乔颖，鲁宗相，闵勇. 风电场群的无功电压协调控制策略[J]. 电力系统自动化，2010，18：78-83.
[6] 乔颖，鲁宗相. 考虑电网约束的风电场自动有功控制[J]. 电力系统自动化，2009，22：88-93.