電力仿真解讀

據不完全統(tǒng)計，目前國內投入使用的各類型火電機組仿真機(含全范圍仿真機和原理型仿真機)在300臺左右;變電站仿真機超過100臺;核電仿真機雖臺數(shù)不多，但仿真機與發(fā)電機組的比例最高。絕大多數(shù)仿真機由國內企業(yè)開發(fā)生產。仿真機的使用有效解決了運行操作人員的技能訓練問題，并為提升我國電力工業(yè)的安全經濟運行水平發(fā)揮了很大的促進作用。

4.2風電場仿真機的作用

大型風電場通常安裝幾十臺或幾百臺風力發(fā)電機組，且單機容量更大，控制系統(tǒng)也更加復雜(變速風力發(fā)電機組在低風速下具有更高的風能轉換效率，相信會得到更為廣泛的應用)，對風電場運行操作人員提出了更高的要求?？紤]到我國風電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，風電場仿真機的應用將有助于消除風電發(fā)展面臨的某些制約因素。

首先，可有效解決人才短缺問題。風電產業(yè)的快速發(fā)展直接帶動風電技術人員需求的增長，但當前的人才供應狀況不容樂觀。國內高校未設立風電專業(yè)或專業(yè)方向，風電企業(yè)只能從相關專業(yè)遴選所需的技術人員。技術人員缺乏對風電場系統(tǒng)構成與運行知識的了解，更缺乏運行操作經驗。借助仿真機，可以在較短的時間內培訓出合格的運行操作人員。

其次，可有效提高運行管理水平。技術人員可以在仿真機上開展反事故演習和不同運行方式仿真實驗，熟練掌握各種異常運行工況下的應對處理措施，進而提高實際風電場的運行水平，減少設備受損幾率，提高風電場運行的安全性和經濟性。

4.3風電場仿真機模型組成特點

前面敘述的風力發(fā)電機組和風電場的仿真模型側重于分析研究方面的應用，若用于人員培訓，則需要在建模方法、模型覆蓋范圍等方面做出調整。主要體現(xiàn)在下述幾個方面。

4.3.1實時模型

要求模型參數(shù)的變化在時間尺度上與實際系統(tǒng)一致。受限于計算機的運算能力，對于運算量大的模型要進行簡化處理。如電網潮流計算模型適當簡化，電磁暫態(tài)過程通常不予考慮。

4.3.2考慮風向和季節(jié)因素

除前面討論的風速變化特性外，仿真機還需要考慮風向變化對風電機組和風電場運行的影響。同時，應選取幾個代表性季節(jié)分別仿真其風速特性，并考慮不同季節(jié)的風密度的變化。

4.3.3更詳細的風力發(fā)電機組模型

前面提到的將風力機或發(fā)電機合并建模的方法不再適用，需要一一建立每一臺風電機組的仿真模型。實際機組的全部系統(tǒng)、運行人員在控制室能夠觀測到的全部參數(shù)均在仿真之列，仿真范圍較分析研究用模型要寬得多，除圖3、圖4表示出的子系統(tǒng)外，還包括：

1)包含金屬溫度、振動、受力變形等參數(shù)計算的設備本體模型;

2)偏航控制等輔助控制系統(tǒng)模型;

3)風力機機械能計算應考慮尾流效應;

4)各種輔助系統(tǒng)模型，如潤滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等;

5)變壓器及廠用電系統(tǒng)模型。

4.3.3完整的人機界面仿真

出于為受訓學員提供一個真實的操作環(huán)境，以及操作員站使用培訓兩個方面的考慮，仿真機應設置多臺仿真操作員站以仿真實現(xiàn)操作員站的全部操作監(jiān)視功能。大型風電場通常分期建設，操作員站因設備供貨廠家的不同而風格各異，為此，應仿真實現(xiàn)各種不同類型的操作員站。

結論與展望

在西方發(fā)達國家，仿真技術在風力發(fā)電系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應用，仿真理論、方法和建模技術逐步完善，仿真技術解決了很多實際生產過程中遇到的技術問題。借鑒國外已有的研究成果，對于提高我國風電系統(tǒng)仿真技術的應用研究水平將大有幫助。本文提出了應用風電場仿真機開展人員培訓，進而解決我國風電發(fā)展面臨的人才短缺問題的建議。相信仿真技術的應用，對于提高我國風電產品的自主研發(fā)能力和風電場運行管理水平將會發(fā)揮日益重要的作用。