2013年10月17日，北京国际风能暨展览会——风能应用与分布式发电论坛。沈阳工业大学邢作霞副教授演讲：分散式风电场在SCADA系统中关键技术的研究。以下是全文：
邢作霞：大家中午好!非常荣幸在这儿跟大家交换一下意见。我的题目是分散式风电场SCADA系统中关键技术的研究。但是我也有一定的研究，里面也不光是SCADA。我代表课题组把我们的一些观点和解决方法跟大家讨论一下。在这里首先对背景有一个概括。刚才牟先生也说了。下面三个内容是针对分散式这种特点和目前的要求提出的一些问题的解决方法。
第一个是功率预测方面我们怎么来做;第二个是无功控制怎么做?第三个是SCADA系统怎么面对这个新的问题。
背景：分散式还是分布式?其实分散式是最近几年才提出来的，而且从我的理解来说，国家提出分散式主要是针对集中式。我们三北地区出现了弃风，大规模百千瓦级风电基地建设之后发现送不出去，所以提出了消纳。主要是本着本地消纳这个概念提出的分散式发电。而分布式发电简称DJ，这个概念已经很早提出来了，而且分布式发电最早提出来就是四个字以自用为主，“余电上网”。它是自发自用，一个厂矿为了解决自己的问题。我自己先经营者，我不用了还能发，然后送到电网上去，是这样一个概念。这几年提出来的分散式发电主要是针对集中式提出的接入概念，是想省变电所。提出几个方向是同一个开发商在同一片供应区域内，电压等级不同有3.5万的有66KV的，110KV也是，都是在争论当中，没有把电压等级锁定再一个地方。由一个一批风电机组构成的一个统一运行的维护的整体。集中式发电我们有一个监控，还有调，还有接调度的指令，做预测，但是国外他们不去管，但是要作为一个运营整体，又这么散，那么怎么监控?怎么统一到一个平台，所以出了很多问题。所以我觉得这个可能是我们在经营理念上面跟国外不一样，带来了分散式现在要如何解决这些问题的突出点，期待我们想一个好的办法去做。
所以从这个概念上来说，我认为分散式接入这个概念要大于分布式。因为分布式它有一个严格的定义，要自己用我们才会涉及到孤岛这些，因为你自己发电的时候得自己先启动，分布式多数是多能联动系统。如果你有风，你有光伏，还有燃气，你自己是一个小微网，自己得经营出来。如果光是说来电再能启动的话，就失去了自发自用余电上网的意义。但是分散式不需要你自己先去用，它还是卖电，还是以发电的脉络为主，所以叫分散式接入发电。所以我认为孤岛问题不应该在分散式里面存在，当然我说的可能也不对，都在研究探讨。但是从分散式要求里存在着功率控制问题，它跟发电是一样的，但是要解决的就是地域带给你的特殊问题。分散式对电压等级为什么大家在争论，不用说非要限制3.5万或者多少万以下，只要在负荷附近没有远距离传输就可以了，但是以发电为主，可以有输送，但是以本地发电为主。
界定标准：充分利用电网现有的便点站和送出线路，原则上不新建高压送出线路和110KV、66KV变电站，并尽可能不新建其他的等级的输变电设施。接入当地110KV或66KV降压变压器以及下等级的配电变压器。再一个电网接入点接入的风电装机容量上限以不影响电网安全运行为前提合理确定，统筹考虑各电压等级的接入总容量，并鼓励多点接入。除示范项目外，单个项目总装机容量不超过5万千瓦。
(图)这是东北网的案例，是在辽宁朝阳市一个由华润业主开发的分散式风电接入网。对朝阳市一系列周围的变电所都进行了调研，调研有没有余量可不可以让我接入，最后算出来有些变电所特别小，就两三台、三、四台，不过台。他把这样的变电所弃了，然后选出来四个，这四里还有情况是三个比较集中，剩下一个比较散，我们认为这个情况还是分散式里面好的情况。带来了远输距离的情况，我们可以安一个送风塔，把数据传上来，但是分散式这么广泛的区域一个塔能不能代表风电场的数据?答案是需要模拟，但是越分散代表性越差，所以最后可能会导致你建设一个、两个、三个侧风塔。所以我赞成取消它。为什么政策现在还没有明确确定取消?我认为毛病就是出再一个打孔管理上，由一个业主去经营，归一个业主管理那么就得预测，所以还是经营管理问题上带来的需求。我自己认为没什么必要，可以不安，但是如果安的话，省了变电所，但是技术上带来了难题辅助设施带来了成本。分散式风电场相运营好有三个问题。第一个就是功率预测怎么来做?第二个就是无功控制怎么做?第三个就是监控怎么突破地域广的问题。
功率预测里对现有的技术方面，我们目前来说就是一套测风塔一套设备，要做很多前期的工作，包括复杂地形，要用一些先进技术，比如结合天气预报做CFD模拟，提高预测统计上还需不需要一些创新?提高预测精度?结合序列统计方法做一些神经元的仿真。我们提出的方法是结合气象数据和历史数据结合模型模拟。
在东北这个区域里面我们做前期调研的时候也有一些老的风场也符合分散式接入的特点。我们国家分散式概念出的比较晚，现在电网规定已经根本不适用了，因为老的风电场没有无功调控能力。所以我们也需要做一些对于老风场无功预测的方法。我们有两种方法：
一种是基于物理CFD五分散式分功率预测方案。我们要用一些物理模型加上先进统计学方法结合，在多测风塔条件下，完成预测。第二种是针对老机型的这种。很多风场是1兆瓦，或者是30兆瓦以下的，这种老的风场都没有先进机组，都是750或者是500，很多老的设备在运行。我们认为没有必要，如果真的要上就不有测风，增加成本了。所以我们提出了用统计修正方法的分散式风功率预测方案。
我们对辽宁省几个点进行了调研，有大连望山风场、龙源农毛大山风场和华润风电场等等。
分散式风电无功优化协调控制技术研究：由于分散式项目距离接入点和用电负荷较近，变电站低压侧电压波动较小，不参与电网调峰，因此不建议新建无功补偿设备，应优先考虑机组自身调节。针对不统计组划分风机的无功补偿方式。第一种是恒速型，无变流壮志，需机端电容无功补偿壮志。第二种是变速型，有变流装置，利用风机自身无功补偿能力，足够了。第三种是变速型2，有变流装置，风机自身无功补偿不够需集中补偿。无功补偿方式只是提了这几种，我们最常用的经济上最好的是第二种方案，我们在调控的时候优化最主要的目标是提高它的发电效率同时降低损耗。把风机损耗都需要计算进去，在无功调控里面做一个很好的无功调配分配策略，针对电网不同的需求，做不同的潮流的分配机制。如果有了这样的策略，这个策略在哪实现?而且一个变电所一个路，协调机制放在哪儿?实施方案里会遇到新的问题。如果放的远，放在一个县城里，通过有线还是无限接入它?但是响应能力够吗?你可以做到几十豪秒以内吗?我太可能。但是如果做到某一个分支上面的话，能实现整个接入配网的调控要求吗?只能监控到这个分支。所以这是一个死扣。究竟给我什么目标去做?最可行的还是每一个分支做每一个分支无功协调。
我们看看SCADA需要什么功能才能完善和满足分散式接入系统的要求?
集中式的都有线路纯属过来，分散式没有专网如果架设成本高。不同生产厂商SCADA数据格式不一样，或需要统一。一般分布面积广数量多，各风电场与本地SCADA通讯较困难。老风场通讯设备差，这个我们觉得做的意义也不大。信息集成问题上有很多通路：我们提了两种方案，一种是有线的方式，一种是无线的方式。
有线的方式不多说了，通常来说就是和集中的SCADA是现实没什么太大的区别。无线的可以通过公网和3G，还有一种方案是通过GigBee无线网络。3G的要走流量，要想SCADA每年传多少数，数据量多少，可以算一算帐，算完了会发现挺费钱的，用类似GigBee的问题就是占用哪个波段?但是它有一个好处就是利用了公网的话费。如果用无线的话，有什么安全监控?电力网都要求对外网要有一定的安全和屏蔽作用。无线网里最主要的要解决安全监控的问题。
这是我们做的华润朝阳市综合监控系统：就是把监控和无功调控系统放在一起了。把每一个变电所信息集中起来，进出每一个变电所可以看到具体机组运行状态。这是通用的SCADA功能。每台机组里面可以加入我们的控制策略，比如有功限制，无功限制，通过SCADA通讯功能实现。这里需要跑一些你的算法，怎么样来调，怎么样分配?每台机组可以给你一些通讯功能和监控的接口。分散式应该更自由、灵活，因为监控室不可能在某个变电所所以只能通过远程来做。
功率预测系统也可以嵌到里面，把功率预测系统的接口和SCADA接口打通，另外无功协调还可以建立在功率预测和风机实时运行状态之上。这样功率预测更精准，解决了分散式地域广统计不准确的障碍。
我的报告就这些。谢谢大家!
主持人：感谢邢教授非常深入全面的介绍。感谢大家上午积极参与!
