1 概述
為了使風(fēng)電集團(tuán)能夠直觀、動態(tài)、綜合地掌握下屬各風(fēng)電場生產(chǎn)一線的情況，杜絕風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行和生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)的錯報(bào)、遲報(bào)、漏報(bào)，同時便于進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析以及提供技術(shù)支持，建設(shè)一套風(fēng)電場生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、儲存、分析、展現(xiàn)系統(tǒng)，以便風(fēng)電集團(tuán)能及時獲取風(fēng)電場生產(chǎn)及風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的信息，為集中監(jiān)測、故障分析、技術(shù)支持、經(jīng)營決策等提供及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
2 系統(tǒng)整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)介紹
2.1 調(diào)度中心系統(tǒng)平臺
調(diào)度中心信息化平臺由實(shí)時服務(wù)器、歷史服務(wù)器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器、GIS地理信息系統(tǒng)服務(wù)器、WEB服務(wù)器以及各種輔助系統(tǒng)組成。
1) 實(shí)時服務(wù)器
實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器主要為系統(tǒng)提供實(shí)時數(shù)據(jù)管理支撐，主要負(fù)責(zé)處理、存儲、管理電站采集傳送來的實(shí)時數(shù)據(jù)，并為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供實(shí)時數(shù)據(jù)。實(shí)時數(shù)據(jù)存放在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中，實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器中運(yùn)行通信管理軟件，完成與分布式光伏電站通信連接、協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)管理等任務(wù)。
實(shí)時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器軟件平臺采取冗余架構(gòu)，兩臺服務(wù)器互為熱備，通過實(shí)時心跳檢測監(jiān)控服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)，一旦主機(jī)發(fā)生問題從機(jī)可在最短時間內(nèi)切換。
2) 歷史服務(wù)器
歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器主要完成歷史數(shù)據(jù)的存儲、管理，并為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供數(shù)據(jù)服務(wù)。能自動恢復(fù)通信中斷期間的數(shù)據(jù)。
3) WEB服務(wù)器
Web服務(wù)器是實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)與管理應(yīng)用系統(tǒng)之間的銜接服務(wù)器。實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)將有關(guān)信息寫入Web服務(wù)器，并對其實(shí)時更新。Web服務(wù)器在管理信息網(wǎng)絡(luò)中以網(wǎng)站的形式出現(xiàn)，它既為管理系統(tǒng)提供生產(chǎn)信息，又避免了與生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)等無直接關(guān)系的計(jì)算機(jī)直接訪問實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器。
4) 操作員工作站
操作員工作站是調(diào)度、操作人員與控制中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面（HMI），它在控制中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中作為客戶機(jī)，操作員通過它可詳細(xì)了解電站的運(yùn)行狀況并下達(dá)命令。
5) 工程師工作站
工程師工作站是系統(tǒng)工程師的操作平臺。工程師可通過它們對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行維護(hù)和管理；同時還可以對系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)其所允許的功能。
決策分析服務(wù)器
決策分析服務(wù)器是管控一體化信息平臺的重要組成部分，此次在方案設(shè)計(jì)中將決策分析服務(wù)器單獨(dú)設(shè)置，可以更為直觀的反應(yīng)集團(tuán)各風(fēng)電場的動態(tài)實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)用戶需求集成多種運(yùn)算統(tǒng)計(jì)功能，并且可插入曲線、棒圖、餅圖種多種數(shù)據(jù)展現(xiàn)形式。
對SCADA數(shù)據(jù)、關(guān)口電量數(shù)據(jù)、升壓站數(shù)據(jù)、測風(fēng)塔數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，并提供數(shù)據(jù)和應(yīng)用整合，通過對動態(tài)數(shù)據(jù)的積累（維修數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、備件采購供應(yīng)等數(shù)據(jù)）；積累企業(yè)特有的維修技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和知識。積累維修經(jīng)驗(yàn)并形成企業(yè)知識庫，供后續(xù)的人員培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，對風(fēng)電場設(shè)備和生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)按照年、月、日設(shè)備運(yùn)行報(bào)表對比分析、故障分析、設(shè)備利用率分析，對標(biāo)分析。
2.2 風(fēng)場SCADA系統(tǒng)建設(shè)
各風(fēng)場部署通訊服務(wù)器采集各風(fēng)場SCADA系統(tǒng)各電氣參數(shù)，以及其他設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，輔助系統(tǒng)（如氣象系統(tǒng)）等的信息，上傳至調(diào)度中心服務(wù)器。
各風(fēng)場站控級SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)場各電氣量，及風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控。SCADA 軟件通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議直接與風(fēng)機(jī) PLC 進(jìn)行通訊。SCADA軟件與風(fēng)機(jī)的通訊變量滿足軟件功能，并根據(jù)甲方主控系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括變量的地址、數(shù)據(jù)類型、單位等。SCADA 軟件將從風(fēng)機(jī) PLC 讀取記錄文件并分類存儲在監(jiān)控電腦上。
風(fēng)場SCADA系統(tǒng)可采用冗余服務(wù)器，負(fù)責(zé)匯總風(fēng)機(jī)，變電站等的數(shù)據(jù)，通過風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)可以了解設(shè)備的工藝控制，如變電站和風(fēng)機(jī)的工藝流程，及主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過監(jiān)管畫面，客戶和管理者還可以看到風(fēng)電場的氣象狀況，如平均風(fēng)速、氣溫，生產(chǎn)情況如總發(fā)電功率，設(shè)備情況如運(yùn)行機(jī)組數(shù)量，備用機(jī)組數(shù)量，故障機(jī)組數(shù)量等。還可以深入監(jiān)視每一個風(fēng)輪的實(shí)時風(fēng)速、發(fā)電功率、設(shè)備狀況（運(yùn)行、備用、故障）等，以及變電升壓站的各項(xiàng)電氣數(shù)據(jù)，如母線電壓、電流、功率因數(shù)等。
3 系統(tǒng)功能
湖南良源自動化（該公司致力于自動化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)開發(fā)、DCS系統(tǒng)開發(fā)、PLC系統(tǒng)開發(fā)、低壓配電柜成套、變頻柜軟起柜等傳動系統(tǒng)開發(fā)，具體信息詳見www.huly0801.com）的工程師們多年來一直致力于該系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，如下只是典型的案例，具體項(xiàng)目會根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的解決方案。
3.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時采集
每個風(fēng)電場的數(shù)據(jù)采集部分可以分為風(fēng)機(jī)、電控、變電站、測風(fēng)塔部分。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的主機(jī)通過通訊系網(wǎng)關(guān)將各類風(fēng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行數(shù)據(jù)，報(bào)警代碼等內(nèi)容采集并匯總到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的軟件處理，將風(fēng)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行數(shù)據(jù)，報(bào)警代碼等內(nèi)容在同一個畫面顯示。
3.2 基于地理背景的監(jiān)視圖
可以直觀地顯示風(fēng)電公司下屬的所有風(fēng)電場、各風(fēng)場設(shè)備設(shè)施（如風(fēng)機(jī)、測風(fēng)塔、變電廠等）的地理分布示意圖，用戶可以在地理圖上直接顯示各風(fēng)電場的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以通過選擇特定風(fēng)電場節(jié)點(diǎn)對該風(fēng)電場的主要數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并可以作為導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)入指定風(fēng)電場進(jìn)行更進(jìn)一步的操作。
3.3 數(shù)據(jù)存儲和查詢
歷史數(shù)據(jù)庫采用獨(dú)特的壓縮技術(shù)和二次過濾技術(shù)，使進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)經(jīng)過了最有效的壓縮，極大地節(jié)省了硬盤空間。選擇變化保存并加上二次過濾條件，每秒1萬點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲一年，僅需要6G的空間，即一只普通硬盤也可存貯五到十年的數(shù)據(jù)。
3.4 控制功能
風(fēng)電場綜合管理信息系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場，如值班人員在現(xiàn)場控制風(fēng)電機(jī)的狀態(tài)。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)，將不同編號風(fēng)電機(jī)的控制指令送到不同風(fēng)電場中控室不同的主機(jī)上，再通過不同風(fēng)電機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)將控制信號送到所控制的風(fēng)電機(jī)中。
3.5 決策與分析
可以搭建數(shù)據(jù)總結(jié)分析和輔助決策工具平臺，可以進(jìn)行歷史趨勢分析，如年月、日各氣象趨勢和發(fā)電量曲線，設(shè)備質(zhì)量和運(yùn)行壽命，如單機(jī)生產(chǎn)和配套廠家、檢修后運(yùn)行時間、設(shè)備可利用率等的統(tǒng)計(jì)。從而為與生產(chǎn)指標(biāo)相關(guān)的各項(xiàng)計(jì)劃、采購、檢修等活動提供和費(fèi)用控制提供統(tǒng)計(jì)依據(jù)。通過分析風(fēng)速與風(fēng)機(jī)發(fā)電量的關(guān)系，即風(fēng)機(jī)實(shí)時功率曲線，判斷風(fēng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率，探索影響風(fēng)力發(fā)電效率的各項(xiàng)因素，如結(jié)冰、霧、雨水、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向等環(huán)境因素的影響。
3.6 報(bào)警與事件管理
支持傳統(tǒng)的聲光報(bào)警，語音文件報(bào)警，支持操作人員報(bào)警確認(rèn)管理機(jī)制；
報(bào)警具有容易引起警覺的聲響輸出，具有語音提示功能；報(bào)警顯示可由操作員抑制或消除；對過程變量超限數(shù)值應(yīng)給出警告、危險(xiǎn)二級報(bào)警。
3.7風(fēng)電設(shè)備管理
通過系統(tǒng)設(shè)備管理信息統(tǒng)計(jì)，顯示優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行降低機(jī)組壽命損耗有助于減少設(shè)備更換費(fèi)用、維持機(jī)組可靠性和發(fā)電產(chǎn)出。量化機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行工況下的壽命損耗率。評估運(yùn)行工況變化對設(shè)備壽命的影響。優(yōu)化運(yùn)行是降低延長設(shè)備壽命風(fēng)險(xiǎn)的最佳方法。監(jiān)測溫度、壓力、負(fù)荷，并將實(shí)時信息轉(zhuǎn)換成蠕變、疲勞損傷系數(shù)。
3.8 用戶權(quán)限管理
系統(tǒng)提供了完備的安全保護(hù)機(jī)制，以保證生產(chǎn)過程的安全可靠， 的用戶管理具備多個級別，并可根據(jù)級別限制對重要工藝參數(shù)的修改，以有效避免生產(chǎn)過程中的誤操作；系統(tǒng)運(yùn)行過程中，常會提出在遠(yuǎn)程對整個系統(tǒng)的用戶進(jìn)行管理的需求，并且要求可以隨時增加和刪除用戶，對此信息平臺軟件提供了遠(yuǎn)程用戶登陸和管理功能。
