风电场一期495MW工程电压无功自动控制系统AVC技术规范书.docx
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风电场一期495MW工程电压无功自动控制系统AVC技术规范书
***风电场项目
风电场电压无功控制系统（AVC）
技术规范书
招标人
：
招标代理机构
：
设计单位
：
二〇一三年三月
1总则
1.1本技术规范适于自动无功补偿装置及其附件的技术要求，它提出了该装置及附属设备的功能设计、结构、制造、性能、安装和试验等方面的技术要求。
所采用的标准和规范（包括附件）应为合同期间的最新有效版本。
当参照的规范和标准与本技术协议存在明显冲突时，卖方应向买方指出冲突之处并取得买方的书面意见。
1.2买方在本技术协议中提出的仅为最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。
AVC子站开发建设单位应提供符合国家和有关行业最新版本的标准和完全满足本技术协议书所规定要求的产品和相应的技术服务。
如卖方根据自身判断，并经买方同意，认为采用更好或更为经济的材料可实现所供设备的成功连续运行，则其设计可超出相应标准和规范中的规定要求。
1.3卖方提供的主设备、附件、备品备件、外部油漆等材质必须满足本工程所处地理位置、环境条件的要求。
1.4技术协议签订后15天内，按本协议要求，卖方提出合同设备的设计﹑制造﹑检验/试验﹑装配﹑安装﹑调试﹑试运﹑验收﹑试验﹑运行和维护等标准清单给买方确认。
1.5AVC子站要满足未来扩建建设，要有预留接口。
1.6AVC子站要满足风场开放风机本身无功补偿能力的需要,预留接口。
1.7配合买方对SVG\SVC招标工作,对SVG\SVC选型提供合理建议，满足AVC控制要求
1.8如果卖方没有以书面形式对本技术协议的条文提出异议，则意味着买方提供的设备完全符合本技术协议的要求。
1.9本设备技术协议所使用的标准如遇与买方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
如投标方根据自身判断，并经招标方同意，认为采用更好或更为经济的材料可实现所供设备的成功连续运行，则其设计可超出相应标准和规范中的规定要求。
1.10本设备技术协议经买卖双方确认后作为定货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
1.11 本技术协议未尽事宜，由买卖双方协商确定。
2工程概况
2.1工程概况
***风电场10万千瓦项目位于内蒙古自治区***境内，地处内蒙古自治区东部。
***乡公路从其南部通过，交通较为便利。
本期工程风电场安装50台2000kW风电机组，升压站安装1台100MVA、220/35kV升压变压器。
2.2工程主要原始资料
项目
单位
指标
发生时间
海拔高度
m
430-650
气温
多年平均
℃
6.9
多年极端最高
℃
41.7
2000.07.14
多年极端最低
℃
-30.7
1979.12.24
气压
多年平均
hPa
946.8
水汽压
多年平均
hPa
7.2
降水量
多年平均年总量
mm
420.3
蒸发量
多年平均年总量
mm
2299.8
风速
多年最大
m/s
27.0/SW、SSW
1980.04.10/1983.04.17
天气日数
平均雷暴日数
日
32.5
平均沙尘暴日数
日
0.9
平均扬沙日数
日
3.1
平均冰雹日数
日
1.8
其他
最大冻土深度
cm
154
2005.03
最大积雪深度
cm
16
2007.03
场址内的基本地震烈度为中国地震烈度的7度，设计中将以此进行地震荷载设计。
地震动峰值加速度值为0.15g。
污秽等级为III级。
2.3设备额定值
额定交流电压：
2路220V
额定交流频率：
50Hz
3AVC子站总的要求
3.1AVC子站控制目标
AVC子站应以风电场高压侧母线电压为控制目标。
3.2AVC子站控制对象
AVC子站依据调度AVC主站下发的高压母线电压，具备自动对风场内各种无功设备进行无功电压协调控制的功能。
控制对象主要包括以下设备：
1）风电机组
2）动态无功补偿装置、独立并联电容器、独立并联电抗器
3）主变分接头
3.3AVC子站控制方式
风电场AVC子站通过远动通道接收调度AVC主站下发的风电场高压侧母线电压调整量。
1）控制风机无功输出一般有两种方式。
调整风机的机端电压。
AVC子站计算出对应风机机组的机端电压，下发至风电场风机监控系统，由风机监控系统将风机机端电压指令转发至每台风机就地控制器，由风机就地控制器控制风机变流器调节风机机组机端电压。
调整风机的无功出力。
AVC子站计算出对应风机机组的无功出力，下发至风电场风机监控系统，由风机监控系统将风机无功出力指令转发至每台风机就地控制器，由风机就地控制器控制风机变流器调节风机机组无功功率。
2）调整动态无功补偿装置和并联电容器、电抗器。
AVC子站将SVG/SVC动态无功补偿装置需要控制的电压目标发至动态无功设备，由动态无功补偿装置自行调整无功出力。
AVC子站负责协调场内各动态无功补偿设备，保证高压侧母线电压达到调度下达的目标值。
3）调节主变分接头。
AVC子站将调节主变分接头命令下发至变电站监控系统，由监控系统负责执行，并将结果反馈至AVC子站。
（考虑地区电网的实际情况，具备此项功能，应给出调整分接头的提示，暂不作为调整手段）
3.4场内无功设备的调整原则
AVC子站应协调控制风电机组、动态无功补偿设备、低容抵抗及主变分头，快速跟随主站下发的控制目标，控制应优先调整调节速度快的设备，调整较慢的设备应随后跟进，保证风电场留有充足的动态（调节速度较快的）无功补偿容量。
3.5AVC子站控制策略要求
1）AVC子站计算模块能实现自动分配，根据选定的优化策略，根据AVC主站下发的目标值，实现对各台风机，动态无功补偿装置和主变分接头的综合协调控制。
2）对于接入低压侧不同母线的SVC/SVG装置,AVC子站应具备协调功能，保证各SVC/SVG装置无功输出均衡。
3）对于风电场内的各台风电机组,AVC子站应具备协调功能，保证各台风电机组无功输出合理。
4）AVC子站应合理设置系统故障及其他暂态情况下的控制逻辑，保证动态无功补偿装置在系统（含风电场及电网）故障或暂态过程中充分发挥其动态调整作用，快速将风电场高压母线电压调整到正常水平。
4通信
4.1数据通信方案
注：
AVC子站系统主机——SVC\SVG控制器之间的规约和AVC子站系统主机——全场各风机监控系统之间的规约优先选用104规约。
（不同意从调度端AVC主站通过数据网直接控制AVC子站，要求调度端AVC主站控制命令通过远动工作站下发AVC子站）
升压站监控系统通过远动通道送调度端EMS系统，调度端AVC主站与调度端EMS系统直接通信。
AVC子站系统主机采用主备服务器（双机冗余）+后台监视配置。
或采用上位机+下位机+后台监视配置。
风机监控系统处于安全一区范围内，与外界连接应使用单向物理隔离装置实现安全隔离，满足电力系统二次安全防护要求。
4.2数据通信方式
4.2.1风电场AVC子站与调度AVC主站通过升压站监控系统远动工作站通信。
4.2.2风电场AVC子站不需具备数据直采功能，所需数据均从升压站监控系统、SVC/SVG控制器、全场各风机监控系统通信获得。
为避免单方面信息的不可信，风电场AVC子站应具备拓扑分析和数据检错功能，并提供错误信息告警功能，以提高数据的准确性。
4.2.3风电场AVC子站通过与升压站监控系统的通信获取高、低压母线和主变的实时数据，数据包括：
高低压侧母线电压、主变两侧有功/无功、主变分头位置等数据。
考虑到系统三相电压不平衡，电压调整时应以一线电压为基准，应保证相电压最高值不超过安全电压上限，相电压最低值不低于安全电压下限。
4.2.4风电场AVC子站系统输出风机控制指令，其控制指令经过风机监控系统转发至风机就地控制器，调节风机机组无功出力。
4.2.5风电场AVC子站系统输出SVC/SVG电压值控制目标，电压控制目标下发至SVC/SVG控制器，SVC/SVG自动调整无功出力，跟踪电压目标。
要求SVC/SVG装置根据风电场AVC子站系统提供的电压控制目标，连续的进行跟踪，直至下一个控制目标。
4.2.6风电场AVC子站系统以界面方式给出主变分接头调整提示，提醒运行人员。
4.2.7AVC子站运行信息通过升压站监控系统远动工作站上传至调度AVC主站。
5AVC子站要求
5.1设备配置
5.1.1风电场AVC子站系统至少包含：
主备服务器（双机冗余）+后台监视机。
5.1.2主备服务器应具备以下功能：
1）接收调度AVC主站下达的高压侧母线电压调整量指令，并上传AVC子站相关信息至调度AVC主站。
具有分析、计算功能，在充分考虑各种约束条件后，分析、计算出各风机对应的机端电压值或无功出力，SVC/SVG电压控制目标，升压站主变分头位置。
2）接收风机监控系统信息，接收SVC/SVG信息，接收风电场监控系统信息，并负责按照计算结果，将调控命令下发至风机监控系统、SVC/SVG设备。
后台监视机主要功能：
有良好的人机界面，便于运行人员及时了解AVC子站的动作行为，便于统计分析。
同时，便于维护人员进行软件调试、维护。
5.2设备间接口方式
5.2.1AVC子站系统与调度AVC主站接口
风电场AVC子站系统通过升压站监控系统与调度AVC主站实现通信时，通信协议为DL/T634.5.104-2002。
AVC子站端为104规约主站，升压站监控系统为104规约子站。
AVC子站与调度AVC主站通信内容：
主站下发设定值：
在以下两种方式中选择
序号
名称
定义
备注
1
遥调
高压侧母线电压增量
三位数。
百位1表示下调，2表示上调；十位1～5指令循环计数器；各位表示调节增量。
2
高压侧母线电压目标值
3
高压侧母线电压参考值
上传主站遥信量：
序号
名称
定义
备注
1
遥测
AVC子站可增无功
风电场上调无功限制
2
AVC子站可减无功
风电场下调无功限制
1
遥信
AVC子站增闭锁
风电场上调无功已到限值
2
AVC子站减闭锁
风电场下调无功已到限值
3
AVC子站投退状态
投入/退出
4
AVC子站运行状态
远方/就地
5.2.2AVC子站系统与风电场升压站监控系统接口
AVC子站系统从升压站监控系统通过通信方式采集数据，升压站监控系统提供网口与AVC子站通信，并按协议要求送出数据。
通信协议为DL/T634.5.104-2002。
AVC子站端为104规约主站，升压站监控系统为104规约子站。
采集数据包括：
序号
名称
备注
1
遥测
各条集电线电流
2
各条集电线有功
3
各条集电线无功
4
高压出线有功
5
高压出线无功
6
高压侧母线电压
三相、三线
7
低压侧母线电压
三相、三线
8
主变高/低压侧无功
9
SVC/SVG无功
10
主变分头档位
1
遥信
低压侧PT断线故障信号
2
低压侧母线单相接地故障信号
3
主变低压侧开关状态
4
各集电线开关状态
5
SVC/SVG开关状态
5.2.3AVC子站系统与SVG/SVC控制器接口
AVC子站系统与SVG/SVC设备通信接口方式可以为串口或网口。
串口时：
SVG/SVC控制器提供一路串口（RS232/485）与子站系统主机连接，通讯规约采用MODBUS（RTU）或CDT。
AVC子站作为MODBUS（RTU）或CDT规约主站，SVG/SVC控制器为MODBUS（RTU）或CDT规约子站。
网口时：
SVG/SVC控制器提供一路网口，规约采用104规约。
SVC/SVG装置传送遥测遥信延时小于等于1s。
SVG/SVC控制器能实现接收AVC子站下发的电压和无功指令，自动调节SVG/SVC无功出力。
AVC子站下发设定值：
序号
名称
定义
备注
1
遥调
电压上限值
2
电压下限值
3
无功设定值
采集数据包括：
序号
名称
备注
1
遥测
可增加动态无功
2
可减少动态无功
1
遥信
SVC/SVG闭锁信息
AVC子站系统与风机监控系统接口
风电场AVC子站系统以网络方式与风机监控系统实现通信。
风机监控系统提供一路网口与AVC子站系统主机连接，通信协议为MODBUS（TCP/IP）或104规约，风机监控系统为MODBUS（TCP/IP）或104规约子站，AVC子站为MODBUS或104规约主站。
风机监控系统能接收并执行AVC子站下发的发功率因数（无功）指令或电压指令，实现对各风机就地控制器下发功率因数（无功）指令或电压指令，风机就地控制器调节变流器，实现对风机无功出力的控制。
风机功率因数调节范围为±0.95，考虑一定的裕度，AVC子站系统可控范围为±0.97。
采集数据包括：
序号
名称
备注
1
遥测
各风机机端电压
2
各风机机端电流
3
各风机有功
4
各风机无功
5
各风机功率因数目标值
1
遥信
各风机并网状态
并网、脱网
2
各风机运行状态
运行、故障
3
各风机通讯状态
跟风机监控的通讯
5.2.4AVC子站系统主机与后台监视机接口
风电场AVC子站系统主机以网络方式与布置在主控室内的后台监视机连接。
AVC子站系统主机作为服务器，后台监视机以客户端方式浏览系统功能并执行界面操作。
5.3AVC子站功能要求
1）应提供软件界面支持风场运行人员输入高压侧母线（或节点）电压目标值，高压侧母线（或节点）电压计划曲线。
具有投入/退出AVC子站系统功能。
2）计算分析功能，应能采用常用的成熟的基本算法对目标值进行计算分析，按照先后顺序和分配策略给出各风机和动态无功补偿装置的无功出力或电压以及主变分接头调节提示。
3）数据存储功能，可存储采集的数据点并形成历史数据库，用于绘制趋势曲线和形成报表，历史数据可存储一年以上。
4）运行监视功能，能方便地监视AVC子站系统的运行工况，母线电压、风机有功功率/无功功率、开关状态、设备运行状态、与其他设备的通信状态，能对一些关键状态进行监视。
5）应具备就地电压/无功控制功能。
当超过一定时间无法接收到主站下发的控制指令或主站指令通不过校验时，AVC子站应报警应自动切换到就地控制模式。
6）应能够与升压站监控系统、风机监控系统、动态无功补偿装置、AVC主站系统通信，支持多种通讯方式，包括专线通信方式和网络通信方式，支持DL/T634.5.104-2002、DL/T634.5.101-2002、MODBUS等常用标准规约。
7）应可以通过通信方式获得各风机的有功、无功、动态无功补偿装置、低压侧电压、主变档位和高压侧母线电压等重要遥测量。
8）报警处理功能，AVC子站系统运行异常或故障时能自动报警，停止分配结果输出，并形成事件记录。
9）计算统计功能，对遥测量进行最大值/最大时、最小值/最小时等统计。
10）集电线理论损耗统计。
11）事件记录功能，可对AVC子站告警、闭锁原因、人员操作等形成事件记录。
12）具备和风电场监控系统统一时钟对时。
（应由站内统一时钟系统对时）
13）操作带权限管理功能，保证操作安全。
14）系统管理和参数设置功能。
15）应是成熟可靠、并能方便维护和扩充的产品。
16）满足相关的安全防护要求。
5.4安全约束条件
AVC子站的控制应充分考虑风电场内各设备的安全，设备出现异常时应能自动报警并闭锁AVC控制。
当出现以下情况之一者，AVC子站系统应自动闭锁输出，给出告警，正常后恢复调节。
✓高压侧母线（节点）电压越限闭锁值。
✓高压侧母线（节点）电压波动过大。
✓主站指令异常。
✓与风机监控系统通信故障。
✓与升压站监控系统通信故障。
5.5AVC子站的控制模式
✓退出：
AVC子站退出运行。
✓远方：
AVC主站与子站闭环运行。
✓就地：
AVC子站系统根据本地设定电压曲线运行。
5.6性能指标
1）平均无故障时间：
≥25000小时
2）主机CPU平均占用率：
≤25%
3）单次计算时间：
≤1秒
4）AVC子站控制周期：
≤15秒
5）历史记录保存时间：
≥1年
5.7风电场AVC子站软件配置说明
5.7.1操作系统优先选用Unix和Linux。
5.7.2软件配置应满足功能规范的要求，具有良好的实时性和可维护性，应包括数据采集、处理、通信和诊断等各种软件。
5.7.3软件应遵循国际标准，满足开放性的要求。
5.7.4应配备一套完整的、可运行的软件备份。
5.7.5应具有较强的防计算机病毒、反入侵的能力。
5.8其它要求
5.8.1供电电源：
设备应支持双路电源冗余，保证装置工作可靠性。
电源保护器要求
工作电压：
220V（AC）
最大瞬变峰值电压：
±6kV
最大瞬变峰值电流：
≥±3kA
响应速度：
≤1ns
5.8.2抗干扰性能
1）在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障、二次回路操作及其他强干扰作用下，装置不应发生误动作。
2）装置快速瞬变干扰试验、高频干扰试验、辐射电磁场干扰试验、冲击电压试验和绝缘试验应至少符合IEC标准。
5.8.3绝缘性能
1）绝缘电阻符合DL478-92中4.6.4条和GB13729-92中3.6条的规定。
2）绝缘强度符合DL478-92中4.6.3条和GB13729-92中3.7条的规定。
3）冲击电压符合DL478-92中4.6.5条和DL/T630-1997中4.10条的规定。
5.8.4电磁兼容性
1）高频干扰符合DL478-92中4.7条和DL/T630-1997中4.9条的规定。
2）静电放电符合GB/T14598.14-1998中严酷等级Ⅲ的规定。
3）辐射电磁场符合GB/T14598.9-1995中严酷等级Ⅲ的规定。
4）快速瞬变符合GB/T14598.10-1996中严酷等级Ⅲ的规定。
5）浪涌符合GB/T17626.5-1999中严酷等级Ⅲ的规定。
5.8.5机械性能
1）工作条件：
能承受严酷等级为I级的振动响应、冲击响应试验。
2）运输条件：
能承受严酷等级为I级的振动耐久、冲击耐久及碰撞试验。
5.8.6可维修性
1）机柜中的插件应有良好的互换性，以便检修时能迅速更换。
2）机柜上应提供标准的试验端子，以便用户对设备进行精度校核等试验。
5.8.7机柜（数量：
1面）
用于安装自动电压控制（AVC）子站主机，屏内布置在满足试验、运行方便条件下应适当紧凑，并应满足华北电网屏柜设计和加工制造标准（见附件）。
屏柜外部尺寸：
2260×800×1000mm（高×宽×厚），高度包括铭牌高度（60mm）在内共2260mm，厚度包括门的厚度在内共1000mm。
屏柜颜色：
RAL7032。
屏柜内设备电源要经过空气开关。
上口引至端子排接电源。
后台工作站放置在主控室操作台上。
6供货范围：
供方应提供完成AVC子站功能的合格产品。
序号
名称
规格
单位
数量
1
AVC服务器
NECExpress5800R120d-2E；CPU：
1颗IntelXeonE5-2407（4核2.20GHz）；内存：
8GB（2*4GB）；硬盘：
6块2.5寸SAS10Krpm300GB；RAID卡：
RAID-5卡；软件：
NECWebOTXApplicationServer企业版V2.1；网络：
4个千兆以太网接口；远程管理：
含远程管理端口光驱：
DVD-ROM；电源：
双冗余热插拔电源；保修服务：
原厂3年免费，软件终身免费维护升级。
台
2
2
串口终端服务器
串口：
16口485或232
网口：
2口100M
台
1
3
AVC监视维护工作站
Express5800/53La9
CPU：
1颗，每颗4核心，主频3GHz
内存：
3G
硬盘：
200G
网卡：
2块，1000M网卡
操作系统:
Windows操作系统
显示器：
22寸宽屏液晶显示器
台
1
4
KVM
Datcent德讯DS1508K
接口：
8口
液晶显示器：
15”
集成键盘鼠标
台
1
5
交换机
H3CS5120-28P-SI企业级
接口：
24个10/100/1000Base-T以太网端口，4个1000Base-XSFP千兆以太网端口；
交换容量：
（全双工）192Gbps
台
1
6
屏柜
42U（800mm*1000mm*2260mm）标准机柜，含PDU10口*2、风扇、侧板、底轮、电缆、网线安装配件
面
1
7
风电场AVC子站软件
套
1
5
电源防雷器
按需
台
6
空气开关
按需
个
7
端子
按需
个
注1：
AVC监视维护工作站显示器为
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
显示器
22″（HP）
台
1
黑色
注2：
如果在工程实际实施中，所涉及到的其他AVC设备附件，厂家免费提供。
6保修服务
本系统质保期为设备稳定运行验收后一年，保修期三年。
在保修期内系统发生故障时，卖方将免费及时提供技术指导，更换板件和元部件，直到派工程师到现场服务。
在合同所定设备交货保修期后，卖方保证以合理的价格提供维修服务以及维修、扩充用的备件和设备。
对主要设备或与主设备功能相同并接插兼容的替代品，其备品的供货期至少
是设备验收后十年或该设备退出市场后五年（二者之中取时间长的一种）。
当投标方决定中断生产某些组件或设备时，应预先告知买方，以便买方增加这些设备的备品备件。
7现场安装、调试
在设备安装、调试过程中，买方负责按供方提供的“系统安装”中的要求满足现场条件，并负责设备的搬运、就位；卖方负责买方提供的系统的内部连接及调试。
卖方负责提供的系统安装调试后，由卖方工程师负责检查和系统加电启动。
8包装、运输和储存
装置制造完成并通过试验后应及时包装，应得到切实的保护并符合铁路、公路或海运部门的有关规定。
所有部件应经妥善包装或装箱，在运输过程中应采取防护措施，以避免散失、损坏或被盗。
在包装箱外应有显著的标记，标记发货人代号、合同号、目的站（港）、项目号、货物名称、箱号/件号、毛重净重（kg）、尺寸（长×宽×高，以cm表示）。
包装箱外应明显标有本工程名称字样。
各种包装应确保各零部件在运输过程中不致遭到损坏、丢失、变形、受潮生锈和腐蚀。
包装箱上应有明显的包装储运图示标志（按GB191标准执行）。
整体产品或分别运输的部件都要适合运输和装载的要求。
9质量保证
9.1卖方应保证其提供的货物是全新的、未使用过的，采用的是优质材料和先进工艺，并在各方面符合合同规定的质量、规格和性能。
卖方应保证其提供的货物经过正确安装、正常操作和保养，在其寿命期内运行良好，卖方应承诺设备的寿命不少于20年。
在质保期内，由于卖方设计、材料或工艺的原因所造成的缺陷或故障，在合理的期限内供方应免费负责修理或更换有缺陷的零部件或整机。
9.2质保期应为设备稳定投运、满
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