風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)發(fā)展技術(shù)分析

風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)發(fā)展技術(shù)分析

Summary：我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前正在進(jìn)行從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)換，風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化程度不斷提高，當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)功能不斷完善，已經(jīng)開(kāi)始從監(jiān)控向遠(yuǎn)程集控方向轉(zhuǎn)變。運(yùn)維模式也在向著“無(wú)人值班，少人值守”的方向發(fā)展。本文結(jié)合多年風(fēng)電場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)當(dāng)前我國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，對(duì)部分關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了研究并給出了切實(shí)可行的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)步具有一定的實(shí)際意義。0.引言經(jīng)過(guò)了十幾年的發(fā)展，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)蓬勃興起，由于政策的扶持和國(guó)內(nèi)豐富的風(fēng)資源儲(chǔ)備，我國(guó)裝機(jī)容量躍居世界第一。在爆炸式發(fā)展過(guò)后，全國(guó)的風(fēng)電發(fā)展模式已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)換，如何更高效地利用風(fēng)電，進(jìn)一步提升風(fēng)電的自動(dòng)化水平，降低運(yùn)維成本已漸漸成為當(dāng)前風(fēng)電發(fā)展的主流趨勢(shì)?；谶@種大背景，“無(wú)人值班，少人值守”概念被提出。[1]該運(yùn)維理念一旦實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組智能化監(jiān)控的前提下可以顯著降低風(fēng)機(jī)故障率和停機(jī)維護(hù)率，減少運(yùn)維所需人力投入，降低風(fēng)電運(yùn)行成本。1.風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展方向分析我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量的快速發(fā)展使得各大風(fēng)力發(fā)電集團(tuán)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，單風(fēng)場(chǎng)的機(jī)組臺(tái)數(shù)迅速增加，對(duì)運(yùn)維人力投入的需求也不斷提高，傳統(tǒng)的以風(fēng)場(chǎng)為單位的運(yùn)維監(jiān)控模式已不能適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展需求，大區(qū)域多風(fēng)場(chǎng)集中監(jiān)控模式成為風(fēng)電監(jiān)控發(fā)展的新趨勢(shì)。1.1多風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)整合當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)蓬勃發(fā)展，各大行業(yè)紛紛將大數(shù)據(jù)技術(shù)與本產(chǎn)業(yè)進(jìn)行深度融合，以求從中獲取更多有助于行業(yè)發(fā)展的信息和趨勢(shì)判斷。風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)與大數(shù)據(jù)的結(jié)合對(duì)產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)分析和經(jīng)驗(yàn)積累也具有非常重要的意義。傳統(tǒng)以風(fēng)場(chǎng)為單位的運(yùn)維模式，使得各風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)電運(yùn)行數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立，在數(shù)據(jù)規(guī)模無(wú)法進(jìn)一步擴(kuò)大的情況下，基于該數(shù)據(jù)結(jié)論分析的正確性和可靠性就受到了相應(yīng)的限制，因此發(fā)展多風(fēng)場(chǎng)集中監(jiān)控，將多風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模整合，基于該數(shù)據(jù)基礎(chǔ)從整個(gè)風(fēng)電集團(tuán)角度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和趨勢(shì)判斷，其結(jié)論的準(zhǔn)確性和與實(shí)際生產(chǎn)的切合性也將具備更廣泛的應(yīng)用空間。1.2運(yùn)維模式改變傳統(tǒng)的運(yùn)維模式為單風(fēng)場(chǎng)運(yùn)維模式，每一個(gè)風(fēng)場(chǎng)配置一套監(jiān)控系統(tǒng)，和一隊(duì)運(yùn)維人員，但是隨著風(fēng)電發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的運(yùn)維模式對(duì)人力投入要求過(guò)高。因此以集控中心為主的多風(fēng)電場(chǎng)集中運(yùn)維的模式已開(kāi)始替代原有運(yùn)維模式，同時(shí)監(jiān)控和運(yùn)維人員也從原來(lái)的一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)配置一隊(duì)向多風(fēng)電場(chǎng)共享一隊(duì)的方向轉(zhuǎn)變。1.3風(fēng)電運(yùn)維自動(dòng)化水平提高風(fēng)電規(guī)模的發(fā)展，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維自動(dòng)化水平也提出了新的更高要求，風(fēng)電機(jī)組從啟停機(jī)風(fēng)況條件的判斷、正常運(yùn)行、故障診斷、故障報(bào)警到停機(jī)待修都在向著自動(dòng)化的方向發(fā)展。2．風(fēng)電監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展技術(shù)分析2.1風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)整合技術(shù)在運(yùn)行期間，風(fēng)力機(jī)會(huì)產(chǎn)生海量運(yùn)行信息數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的深度整合，從硬件角度，基于當(dāng)前已有的風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，建立風(fēng)電場(chǎng)群集控中心，分層級(jí)進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)集中監(jiān)控。圖1.風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D數(shù)據(jù)由傳感器采集，上傳至集控中心，雖然數(shù)據(jù)量非常龐大，但是針對(duì)這些信息的研究發(fā)掘，可以得到更多有價(jià)值的信息，這些信息可以用于輔助指導(dǎo)風(fēng)電機(jī)組維護(hù)、發(fā)電出力調(diào)度、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維檢修規(guī)劃等等。因此基于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行海量數(shù)據(jù)的有效整合和信息挖掘是十分有價(jià)值且必要的?；诖髷?shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以進(jìn)一步推進(jìn)風(fēng)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控的信息化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。2.2基于智能算法的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控技術(shù)以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和專(zhuān)家系統(tǒng)為代表的智能算法對(duì)非線性數(shù)據(jù)分析具有良好適用性，風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非線性參數(shù)眾多，單一的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系顯然不能準(zhǔn)確描述狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障之間的關(guān)系，利用智能算法處理非線性參數(shù)函數(shù)關(guān)系，可以很好地應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)分析和故障診斷中。3.風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)突破3.1遠(yuǎn)程集控發(fā)展現(xiàn)狀及制約條件“無(wú)人值班，少人值守”是風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)建設(shè)的重要目標(biāo)之一，運(yùn)行人員將陸續(xù)撤出風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)電場(chǎng)僅留少數(shù)檢修人員，從而產(chǎn)生變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)和風(fēng)電場(chǎng)分離的現(xiàn)狀，當(dāng)前傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)微機(jī)五防裝置對(duì)五防步驟的模擬需要由運(yùn)行人員基于一體化監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)嵌五防機(jī)完成，而五防步驟操作需要現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行，因此需要運(yùn)行人員在集控中心進(jìn)行步驟模擬并制作電腦鑰匙，后攜帶電腦鑰匙去風(fēng)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行五防操作。如果集控中心距離風(fēng)場(chǎng)較遠(yuǎn)，則執(zhí)行五防操作所需的行程往返會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力，極大程度的降低執(zhí)行效率?；诖?，提出遠(yuǎn)程五防的方法，以支持風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)，以技術(shù)革新為推動(dòng)力來(lái)提高風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控的工作效率。3.2遠(yuǎn)程五防實(shí)現(xiàn)方法分析遠(yuǎn)程五防實(shí)現(xiàn)的硬件基礎(chǔ)基于三個(gè)要素：總站、基站、通信渠道。首先在風(fēng)電場(chǎng)集控中心設(shè)置五防控制總站，在各風(fēng)場(chǎng)監(jiān)控室設(shè)置基站，總站與基站之間可基于已有的通信傳輸渠道進(jìn)行通信和信息傳輸。在集控中心進(jìn)行操作步驟模擬以后，將操作票以電子信息的方式傳輸至風(fēng)場(chǎng)五防終端，并在現(xiàn)場(chǎng)制作鑰匙，由檢修人員攜帶鑰匙進(jìn)行就地五防操作。[2]這樣以電子信息傳輸，替代運(yùn)行人員的往來(lái)奔走，節(jié)約時(shí)間，提高五防操作的工作效率，促進(jìn)風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化程度的提高。[3]4.小節(jié)本文結(jié)合我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，首先對(duì)當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的具體發(fā)展情況，將大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘、智能算法等先進(jìn)技術(shù)與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)行有機(jī)融合，從技術(shù)角度對(duì)結(jié)合以后的風(fēng)電遠(yuǎn)程集控技術(shù)進(jìn)行了分析和展望。之后，針對(duì)制約風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)程集控技術(shù)發(fā)展的制約因素之一，提出了一種基于通信的風(fēng)電場(chǎng)變電站“遠(yuǎn)程五防”操作辦法，對(duì)我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)向遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)的順利轉(zhuǎn)變具有一定的實(shí)際意義。Reference[1].宣政.無(wú)人值守風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].新疆大學(xué)，2020.[2].周宗仁.風(fēng)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控及診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].軟件導(dǎo)刊，2019,18（10）：94-97.[3].王曉宇.建投新能源公司風(fēng)