獨立離網(wǎng)光伏、仿真技術在風力發(fā)電系統(tǒng)中的應用

4 風電場仿真機
    仿真技術除用于系統(tǒng)分析研究、設計檢驗等目的外，還可用于人員培訓目的。在電力系統(tǒng)，人們習慣上將用于人員培訓目的的仿真系統(tǒng)稱為仿真機。為追求更好的培訓效果，要求仿真機具有很高的逼真度。仿真機逼真度主要體現(xiàn)在數(shù)學模型精度、人機界面逼真度和環(huán)境的相似性等幾個方面。因此，仿真機軟件具有不同于研究系統(tǒng)的特點。
4.1 電力系統(tǒng)仿真機應用現(xiàn)狀
     電力工業(yè)涉及能量轉(zhuǎn)換、電力傳輸與調(diào)度等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，產(chǎn)品具有不可見、不能直接存儲的突出特點。發(fā)供電量直接取決于不斷變動的用戶負荷，其生產(chǎn)工況處于不斷變化之中，有許多重大生產(chǎn)事故、設備故障可能多年不遇，但一旦發(fā)生緊急情況，留給運行操作人員處理的時間非常短暫，如果不能及時正確處理，后果不堪設想；再則，為了追求能量轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)母咝剩娏I(yè)裝備向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，系統(tǒng)更加復雜，也更難以操作與控制。因此，對崗位操作人員的素質(zhì)要求很高。但由于電力工業(yè)設備昂貴，且具有連續(xù)作業(yè)的生產(chǎn)特點，在生產(chǎn)裝置上進行培訓效率低、風險大，而且無法得到事故處理等方面的培訓機會。因此，自九十年代起，電力培訓用仿真機得到了大范圍推廣與應用。目前，電力系統(tǒng)仿真機的普及率和產(chǎn)業(yè)化程度居各行業(yè)之首，并代表了國內(nèi)仿真行業(yè)的技術水平。
    1980 年代初，國內(nèi)高校最先開展了火電機組仿真機的研發(fā)工作，并于1980 年代末期開始轉(zhuǎn)入實際應用。十幾年來，幾家最早生產(chǎn)火電機組仿真機的單位引領了國內(nèi)電力仿真技術的發(fā)展方向，并直接推動了電力系統(tǒng)仿真機的普及。1990 年代中期以后，水電機組仿真機、核電機組仿真機、變電站仿真機、地區(qū)調(diào)度以及電網(wǎng)仿真機陸續(xù)投入使用，培訓仿真機已應用于電力生產(chǎn)與調(diào)度的各個環(huán)節(jié)。
    據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)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(nèi)企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)。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(jīng)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(zhuǎn)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。考慮到我國風電系統(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(chǎn)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(nèi)高校未設立風電專業(yè)或?qū)I(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(gòu)成與運行知識的了解，更缺乏運行操作經(jīng)驗。借助仿真機，可以在較短的時間內(nèi)培訓出合格的運行操作人員。