風電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能的研究

1、風電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能的研究嚴淼（中能電力科技開發(fā)有限公司）摘要：為了保障生產(chǎn)設備安全可靠運行，提高設備管控能力,在實現(xiàn)“數(shù)據(jù)整合、專業(yè)管理、集中值守、融入平臺”的目標下研制了一套風電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)，主要功能包括實時監(jiān)控、點檢管理、設備管理、報表管理、數(shù)據(jù)分析、報表分析、值班日志、文檔管理、公告管理、系統(tǒng)維護等。關鍵詞： 風電場；遠程監(jiān)控系統(tǒng)；實時監(jiān)控；設備管理；數(shù)據(jù)分析一、 概述風電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)是針對風電場生產(chǎn)過程管理自動化、精細化和綜合化的趨勢而研制的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，為了保障生產(chǎn)設備安全可靠運行，提高設備管控能力，促進安全生產(chǎn)專業(yè)化管理水平提升，提高生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理與分析能力，實現(xiàn)安全

2、生產(chǎn)集約化管理，建立現(xiàn)代、新型的安全生產(chǎn)管理體系，在實現(xiàn)“數(shù)據(jù)整合、專業(yè)管理、集中值守、融入平臺”的目標下建設一個風電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)。二、 研制情況1 系統(tǒng)軟件功能框架以龍源安全生產(chǎn)運營監(jiān)控中心系統(tǒng)為例，風電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要功能包括：實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、報表分析、設備管理、點檢管理、報表管理、值班日志、文檔管理、公告管理、系統(tǒng)維護等。圖1 系統(tǒng)功能框架2 實時監(jiān)控2.1 全國風電場監(jiān)控全國風電場監(jiān)控主要用來監(jiān)控全國風電場的整體情況，實時顯示全國風電場的相關運行數(shù)據(jù)。在監(jiān)控頁面上會顯示全國所有的風電場。用不同的風電場圖標標識出風電場的運行狀態(tài)。全國風電場監(jiān)控界面顯示信息包括全國風電場實時數(shù)據(jù)，

3、日發(fā)電量、月發(fā)電量，裝機容量、年發(fā)電量，有功功率、實時出力。圖2 全國風電場監(jiān)控圖3 全國有功功率、實時出力2.2 各省風電場監(jiān)控各省風電場監(jiān)控主要用來監(jiān)控各省風電場的整體情況，實時顯示各省風電場的相關運行數(shù)據(jù)。在監(jiān)控頁面上會顯示此省所有的風電場。用不同的風電場圖標標識出風電場的運行狀態(tài)。各省風電場監(jiān)控界面顯示信息包括圖形監(jiān)控模式，實時數(shù)據(jù)，日發(fā)電量、月發(fā)電量，裝機容量、風電場發(fā)電量，有功功率、實時出力比。圖4 各省風電場圖形監(jiān)控模式2.3 各風電場監(jiān)控風電場監(jiān)控主要用來監(jiān)控每個風電場的情況，實時顯示此風電場的相關運行數(shù)據(jù)。在監(jiān)控頁面上會顯示出此風電場中所有的風機、升壓站以及生產(chǎn)塔（測風塔），

4、同時用不同的風機圖標標識出風機的運行狀態(tài)。風電場監(jiān)控界面顯示信息包括風電場介紹，圖形監(jiān)控模式，網(wǎng)格監(jiān)控模式，列表監(jiān)控模式，日發(fā)電量、月發(fā)電量、有功功率。圖5 風電場圖形監(jiān)控模式圖6 風電場矩陣監(jiān)控模式2.4 風電機組監(jiān)控風電機組監(jiān)控主要用來監(jiān)控每個風機的情況，實時顯示此風機的相關運行數(shù)據(jù)以及故障信息。風電機組監(jiān)控界面顯示信息包括風機的實時數(shù)據(jù)、故障信息和有功功率的實時變化曲線。圖7 風電機組監(jiān)控2.5 升壓站監(jiān)控升壓站監(jiān)控主要用來監(jiān)控升壓站的情況，實時顯示升壓站的相關運行數(shù)據(jù)。在監(jiān)控頁面上顯示出升壓站的主接線圖，圖上實時顯示相關參數(shù)值。同時有狀態(tài)變化的設備，會根據(jù)設備的實時狀態(tài)用相應的圖標表示

5、。圖8 升壓站監(jiān)控3 數(shù)據(jù)分析3.1 限出力損失電量分析根據(jù)地域，監(jiān)控區(qū)域，年，月來統(tǒng)計和查詢限出力結果。圖9 限電量統(tǒng)計分析3.2 風功率曲線主要功能包括顯示和查詢某臺風機某個時間段的風機功率曲線，顯示和查詢同種風機類型不同風場風速功率曲線，顯示和查詢不同時間段內(nèi)的風功率曲線圖。圖10 風電機組功率曲線3.3 實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析主要功能包括顯示和查詢不同風電機組某一運行參數(shù)變化趨勢，顯示和查詢單臺風電機組多運行參數(shù)對比，顯示和查詢風電場運行參數(shù)變化趨勢。圖11 風電機組參數(shù)分析3.4 可利用率分析主要功能包括顯示和查詢不同區(qū)域同一時間設備可利用率，同一區(qū)域不同時間設備可利用率，不同機型相同區(qū)域

6、設備可利用率，同一機型不同區(qū)域設備可利用率。圖12 分析不同區(qū)域同一時間設備4 報表分析4.1 集團裝機情況主要功能包括從省、風場、容量、品牌等角度顯示和查詢集團裝機情況。圖13 各品牌裝機情況4.2 電量查詢統(tǒng)計主要功能包括對全國、各省和風電場的發(fā)電量進行統(tǒng)計。圖14 電量統(tǒng)計4.3報表限電統(tǒng)計主要功能包括按照月份和具體時間段等角度統(tǒng)計各風場、以及全國的限電情況。圖15 限電量統(tǒng)計5.設備管理設備管理的對象是風電場風電機組、變電站的輸變電等設備。設備臺帳是了解設備狀況，開展設備運行維護工作不可缺少的重要資料。同時，設備信息也是信息系統(tǒng)中設備變更、運行事件以及檢修活動記錄的信息基礎。設備管理包

7、括：風電機組管理、升壓站管理、生產(chǎn)塔管理、輸電線路管理、箱變管理。圖16 風電機組管理界面6.點檢管理現(xiàn)場缺陷信息是現(xiàn)場生產(chǎn)運營的重要數(shù)據(jù)。監(jiān)督缺陷信息，并支持對缺陷處理的情況提供解決預案，對于現(xiàn)場缺陷處理具有重要的指導意義。點檢管理中數(shù)據(jù)主要從現(xiàn)場點檢系統(tǒng)中獲得。監(jiān)控系統(tǒng)提供導入接口，當有新的缺陷信息被錄入到點檢系統(tǒng)時，自動調用此接口完成缺陷信息的同步。與手工方式錄入所涉及的信息一致，包括缺陷基礎信息和處理過程的描述文檔。同時系統(tǒng)還提供對缺陷/故障信息進行統(tǒng)計查詢等功能。7.報表管理7.1日報系統(tǒng)風場每天可以通過日報系統(tǒng)報送運行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)每天定時創(chuàng)建每個風場的當日報表以供填寫，填寫完成后風場

8、運行人員進行上報。每個風場的報表分別按項目、機型分類填寫。并匯總每種機型的臺數(shù)、風場容量、日平均風速、日發(fā)電量、年累計電量、限出力日損失電量以及限出力年損失電量等信息。除此之外日報中還按機型分類記錄“非計劃停運”、“調度停運”、“受累停運”及“降出力運行”的具體條目信息。 同時系統(tǒng)還有日報匯總功能，可以匯總各風場的運行數(shù)據(jù)，以便進行相關分析。圖16 風場日報上報界面7.2月報每個項目公司每月填寫相關月報，包括生產(chǎn)準備期風電機組情況統(tǒng)計表、單機運行情況統(tǒng)計月報表、生產(chǎn)準備期風電機組情況統(tǒng)計表等月報，為集團掌握各個公司整體運行情況提供可靠的數(shù)據(jù)。三、 應用情況截止2012年5月底，監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)完成

9、全國19個省的106個風電場，8371.45MW容量，6635臺風電機組的數(shù)據(jù)接入。實時監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)全面及時，目前系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)每5秒鐘采集一次，從全國、省份、風場、單臺風電機組不同層面進行實時監(jiān)控。通過報表管理可以查看風場、機組每天和每月的運行情況，還可以查看不同范圍內(nèi)的遲誤報情況及詳細信息。設備管理從項目公司、監(jiān)控區(qū)域和設備類別不同角度查看目前設備的統(tǒng)計和詳細信息，比臺賬系統(tǒng)的信息更加全面詳細。報表分析根據(jù)上報報表的內(nèi)容，從時間、地域、風場等不同層面包括可利用率、場用電等不同角度對歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)分析是從系統(tǒng)每天采集的數(shù)據(jù)中，抽取所用的信息，從不同層面不同參數(shù)，進行比較分析，為生產(chǎn)管理提供數(shù)據(jù)基礎和依據(jù)。點檢管理中記錄并查詢各風場目前的檢修信息，包括時間、地點、人物、檢修進展等詳細情況。此外，系統(tǒng)還有生產(chǎn)日志、公告管理，系統(tǒng)維護等管理和系統(tǒng)日常維護的基本工具，為管理人員和現(xiàn)場人員提供了另一個交流和解決問題的平臺。四、 結論監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)風電場風電機組生產(chǎn)運行實時數(shù)據(jù)采集、遠程數(shù)據(jù)傳輸標準統(tǒng)一、海量數(shù)據(jù)存儲、挖