摘要：风电项目为实现多风电场统一运行监控，有必要利用信息技术与风电行业专业技术等建设风电机组生产信息实时监控系统，构建风电场运行管理平台。本文通过分析信息技术在集中监控系统的应用背景，提出了项目系统建设的总体结构框架，并利用现有已成熟专业模块组合，得出集控中心建设、风场集控子站等建设等方案及最终实现的功能，为公司即将建设的集中监控系统起到了技术支撑作用。
关键词：信息技术；风电；集中监控
1 项目背景
甘肃慧能公司下属多个风电场，信息采集点多，各个风电场规模不同。需要加强对各风电场的管理，能够直观、动态、综合地掌握下属各风电场生产的一线情况，杜绝风电场运行和生产经营数据的错报、迟报、漏报，同时便于进行数据统计、分析以及提供相应技术支持。因此，甘肃慧能有必要建立远程监控与运行分析、诊断、指挥中心，整合更多的专家知识、诊断经验，建立完善的风电运行支持系统进行甘肃慧能监控数据的采集、汇总、展示、分析。
2 项目介绍
慧能公司为了加快新能源建设，实现多风电场统一运行监控、统一调度指挥，统一数据管理，达到优化用工结构和管控模式，实现少人值守及无人值守，保障风电场财物和设备的安全，降低风电场运行成本，提高风电场运行的远程管控能力，利用信息技术等最新成果，建设覆盖全系统的风电机组生产信息实时监控系统，构建风电场运行管理平台。为满足甘肃慧能调控一体化的建设需求，本风电场群远程集中监控系统主要完成风电场风机、变电站等设备的远程监控，实现对风电场及系统（设备）的有效监控与管理，为风电场系统的少人、无人值守提供技术保障。该系统采用集中监控中心和各风电场集控子站两级系统架构。
3 集控中心建设方案
集控中心是风电场运行调度管理和指挥的执行机构，集控中心能够接收并处理各风电场的所有监测、监控数据，并能对风电机组、升压站进行远程监视。监控中心能集成汇总各种类型的监控数据，以数据中心方式实现信息总集成，为风电场的运行管理提供决策依据。
3.1 集控中心结构
为了保证集控中心的安全运行，满足电网对二次系统的安全要求，集控中心可以划分成监控区和管理区两部分，监控区承载安全性较高与风电场监控相关的实时数据监测和控制等比较重要的业务，管理区主要承载办公、信息展示等安全性较低的业务。监控区是安全等级很高的系统内部专用监控网络，管理区是安全等级不高的信息网络。正常情况下，管理区和控制区在物理上是完全断开的。两区通过经过电网认证的安全装置进行横向物理隔离。集中控制平台部署在监控区。实现对风电场运行设备及数据的安全防护。
3.2 集控中心应用系统功能
电场群集控监控系统设计符合标准化、规范化要求，采用开放式结构灵活设计，系统模块化，可兼容不同厂家，不同型号的风机或其它设备，风电场扩展方便。风电场群集中监控系统应用软件的主要功能模块包括：风机监控功能模块；升压站监视功能模块（需要用户协调控制开放接口，并需要用户确认安全性）；功率预测信息监视；④集中功率调控；⑤综合数据统计分析模块；⑥综合数据报表模块。
3.2.1 风机监控模块
1）地区级场站分布概览。在地图上标注公司所有的投产的电场以及风电场基本信息包括：平均风速，有功功率，无功功率等。以实时动态曲线的方式显示风电场统计信息，此动态曲线及曲线信息可以自由配置。除了地图的显示方式外，还可以以列表的方式显示各个电场的更详细数据： 实际功率、 无功功率、风机总数、运行数、 停机数、 待机、 故障运行、 通讯中断数、 风场平均风速等。显示的数据信息可以通过配置灵活修改。
2）风电场风机分布概览。在地图上点击某一个电场图标，进入该电场的实时信息界面。以实时动态曲线的方式显示风机信息，此动态曲线及曲线信息可以自由配置。实时信息包括风场基本信息以及所有风机的运行概况图，风机按照输电线路方式或者矩阵方式排列。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 风机运行状态实时显示：不同的图标显示不同状态，下面显示其风速、功率。 除了图形的显示方式外，还可以以列表的方式显示风电场风机设备的更详细数据： 有功功率、 无功功率、风速等、风机状态、风机故障、三项电压、三项电流等。
3）单台风机或其它设备基本信息。从电场概况图上选择某一个风机图标，进入风机实时状态展示界面。 按照风机部件将风机数据进行分组，可以显示风机的模拟量及开关量。可以为模拟量设置正常范围，当数据超出正常范围内可以通过颜色或其它方式辨识出数据不正常。查看该数据点的数据的实时变化曲线，可以将多个点的曲线在一个图上显示，图形可以通过鼠标拖拽对局部数据放大、缩小。查看该风机的历史实时运行数据，以曲线图与表格的方式显示数据。趋势图通过鼠标拖拽对局部数据放大、缩小。
4）远程风机控制。通过远程集控中心对多台风机或单台风机发送控制命令。
3.2.2 功率预测系统监测模块
在电场已安装功率预测系统，并且功率预测系统厂家能够提供数据开放接口的条件下，在集控中心查看功率预测系统的短期报、超短期报数据。
3.2.3 功率控制系统监控模块
在电场已安装功率控制系统，并且功率控制系统厂家能够提供数据开放接口的条件下，在集控中心可以实现对单电场有功、无功调度指令下发功能。
3.2.4 综合数据统计分析模块
报表模块是本系统的一个核心模块，系统需内置了一些常用的报表，同时也需要能够按照具体业务管理需要，开发相应的报表。1）功率曲线对比，对比任意时段的多台风机的功率曲线，全场功率曲线，以及风机的修正功率曲线对比。2）数据查询对比，查询对比十分钟数据，实时数据，并且能够在数据曲线上附加风机故障，状态等信息。所有的查询结果需要以图形与表格的方式，图形能够通过鼠标拖拽对局部数据进行放大缩小显示。
3.3 集控中心主要设备
集控中心设备主要包括：路由器、网络交换机、数据库服务器、数据处理服务器、Web服务器，纵向加密设备、操作员工作站、通讯服务器等构成。
4 信息技术在风电场集中监控应用实现功能
4.1 建立级集中监控平台
实现已建成与未来新建风电场设备实时运行数据的接入，对风电场风机发电机组、变电站进行实时运行数据的监视与控制。1)接收各下属电场上传的实时、历史运行数据；2)风电场风机实时运行数据监视与控制；3)变电站实时运行数据监视；4)综合数据统计分析，不同风电场、不同风机厂家、不同型号风机的运行数据对比，功率曲线对比，产能数据对比及损失发电量统计分析等；5)建立集中功率预测监视系统，采集各个电场功率预测系统数据，并在中心端集中显示预测信息；6)建立集中风功率控制系统，集中显示各个风电场有功，无功调度信息。在集控中心能够控制各个风电场功率。
4.2 建设电场集控子站
实现风电场风力发电机组、变电站设备实时运行数据的采集与上传，接收并执行集中监控中心下发的风机控制指令。1）风机实时运行数据采集与控制；2）变电站实时运行数据采集；3）风电场功率预测系统数据采集；4）风电场有功、无功控制系统数据采集；5）风电场设备数据缓存，保证在网络通讯发生故障时数据不丢失；6）建立数据通讯系统；7）集中监控中心和风电场集控子站之间的风机、变电站数据传输安全通道的建设。
参考文献
[1]孙杨, 冉香坤, 等. 大型风电场的计算机远程监控系]. 工业技术，2007，23：133-134.
[2]刘莉莉，段斌. 风电场SCA系统安全接口单元设计.电力系统通讯，2007，28（182）：10-14.
[3]王松，姚欣佳. 风电场远程数据采集与监控系统开发.节能，2011，05：10-12.
论文作者:尚子宸
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：风机论文; 风电场论文; 数据论文; 功率论文; 电场论文; 实时论文; 曲线论文; 《基层建设》2019年第14期论文;