一、项目概况
风场监控系统布置于风场监控室内,由风机监控系统、风电场功率管理系统(能量管理系统)、第三方接口系统组成。其主要包括风机监控、数据采集、数据存储、数据查询、数据呈现、Web发布、风机管理、风场调度、安全审计等功能。
二、项目部署
风电场监控运维平台软件系统是风电场远程控制系统的组成部分,风电场远程控制系统由网络通讯系统、风电场监控运维平台系统组成。
风电场网络通讯采用光缆传输,风机与风机之间的网络拓扑结构采用可自愈式以太环网结构,风场级拓扑结构为多环结构。风机机舱与塔基之间的连接光缆为多模光缆。风机与风机之间及风机与监控中心之间的连接均为单模光缆。风场通讯网络环内采用100M光纤以太网络。核心交换机与风场监控系统服务器的接口采用1000M以太网。
硬件系统包括数采服务器2台、数据服务器2台、应用服务器2台(应用服务器通常与数采服务器合二为一)、发布机1台、I/O机1台,操作员站1台、若干安全隔离设备。其中,数据服务器存放历史数据,具体实施过程中,甲方可根据风场规模进行服务器配置,小规模风场可将数采服务器、数据服务器、应用服务器合而为一,对于大规模风场可部署多台数采服务器、数据服务器及应用服务器,软件采用模块化设计,可部署于同一台服务器也可分别部署。
三、软件设计说明
将软件分为三层,软件部署主要包括风机数采服务器程序、应用服务器程序、数据服务器程序、发布机程序、I/O机程序。
将该监控系统程序根据功能结构划分为三层,采集层、服务层、前端网站,每部分均可根据服务器分布情况独立安装部署,程序之间均采用标准UDP或TCP协议。
I/O机主要完成协议转换及第三方接口通讯功能,主要通讯协议均部署在该服务器,在实际应用中,各技术协议是以应用的方式呈现的,可根据系统程序框架,自由添加协议,可对每个协议进程进行添加、关闭和配置。按照程序开发架构方式,各通讯协议均可部署至任何一台服务器。
发布机包含了完整的网站服务、UI、网闸通讯、历史数据记录及查询功能,将风机数据发布至公网,可远程访问查看该风场状态。软件的设计框架如图2所示:
四、软件功能介绍
1)风场概览:可以通过矩阵型、环线型、列表型、地图行四种模式查看整个风场的运行状态
2)风机监视:可以查看单个风机运行的详细信息,并可对风机进行控制操作
3)风机控制:可以进行整个风场、单个环线、单个风机、多个风机集中模式的控制操作
4)历史数据:可查看时间段内风机运行的状态曲线
五、总结
风电场监控运维平台按照灵活的部署设计,可部署于WindowsSever2016、Linux(CentOS7)、Unix、中标麒麟国产操作系统,采用B/S网络架构,支持Chrome、Safari、Firefox、IE11浏览器,支持时钟同步等功能;
该系统满足监控风机数量不低于300台,且适用于不同机组混装、不同组件混装,可在一套监控软件上实现不低于300机组的监控,但允许服务器软件实现分布式布置,可配置多套单台服务器,同时单台可监控机组数量可达到100台(单台监控机组数量可根据具体项目进行数量调整),数据采集、显示刷新频率不高于1秒;
该系统可以模拟量数据存储采用秒级及分钟级存储,其中,故障前后5分钟内的秒级数据要求保存,其余秒级存储数据要求在数据库中保留3个月,以便数据分析使用;布尔量数据采用逢变则存的方式。秒级存储数据查询及报表根小颗粒度为1秒,可根据不同时间步长查询显示模拟量数据;分钟级存储的数据查询及报表小颗粒度为1分钟,可根据不同时间不长查询显示模拟量数据;布尔量独立查询,不与模拟量一起混合查询;
该系统满足为风功率预测、上级调度系统、业主自建监控中心、甲方数据中心、在线振动监测系统、视频监控系统、自动消防系统、箱变监控系统、空气密度仪、升压站等第三方系统预留通讯数据接口,上传风力发电机组相关信息并接收相关指令。