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风电场风电机组具有分布散、分布远等特点,特别是大型风电场建设,其最远机组离监控中心距离达几公里,甚至超过10公里。如果采用传统的点对点GPS对时方式给风电机组对时,一是需要大量增加GPS装置与铺设通信线路,增加风电场投资成本。二是所需信号传输距离远远大于GPS装置所传输距离,无法满足对时需求。因此,传统的点对点对时方式无法满足风电场实际需求。
考虑到风电场配置,风电场GPS对时可采用串口对时方式。首先,将风电场SCADA系统作为一个普通的设备,由它与GPS装置实现点对点通信,实时获得的时间报文,并实现SCADA主机自身时间对时。然后,将SCADA系统作为虚拟时间源与主机,通过风电场专用网络,每隔一段时间,实现对整个风电场风电机组进行对时。其示意方案如图6所示。
在风电场对时方案中,SCADA系统实时接收GPS时间信息,只有接收到同步信号与正确时间报文的时候,才会对自身进行对时,并通过风电场专用局域网,将时间报文转发给每台机组。机组主控接收到正确报文后,对时间报文进行解析,转化成预设时间,如果控制器当前时间与预设时间不一致,将自动修改控制器的当前时间,否则将自动放弃。在风电场对时过程中,为了不增加控制器CPU负担,建议SCADA系统每隔一小时对机组进行一次对时。
利用上述对时方案,带来如下几个优势:一是不增加风电场投资成本,在充分利用了风电场现有设备与网络前提条件,即可实现风电场控制系统对时;二是提高风电场自动化水平,克服人员的主观性等不确定因素带来的影响;三是创新性地将SCADA系统作为虚拟的时间源,以一对多的方式对分散式机组进行统一对时;四是以太网通信方式克服传统的GPS串口通信等方式距离限制,给风电场GPS对时奠定了通信基础。
应用案例
河北省某风电场采用了上述的对时方案之后,机组控制器时间保持一致。结果如图7所示。
案例表明,利用GPS对整个风电场控制器进行统一对时是可行的,解决了机组与机组之间时间不一致问题,从而提高机组控制器与日志信息时间的准确性,解决了风电场与机组时间不同步问题。
结论
采用本文介绍的风电场对时方案,利用GPS对整个风电场控制器进行统一对时是可行的,它将提高机组控制器与日志信息时间的准确性,解决了风电场与机组时间不同步问题,为风电场运行与事故分析提供了时间基准,便于风电场管理人员对机组与机组故障进行统一管理与分析。
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