风电场群集中监控一体化系统备课讲稿

1、 v风电场群集中监控一体化系统 集控系统定位设备繁多、涉及系统各异设备繁多、涉及系统各异电网等众多的外部数据需求电网等众多的外部数据需求v - -电网数据需求和调度需求电网数据需求和调度需求v - -生产管理系统等外部系统的数据需生产管理系统等外部系统的数据需求求v - -需要运行人员熟悉各类系统需要运行人员熟悉各类系统v - -无法有效的对相关数据进行整合、无法有效的对相关数据进行整合、统计、分析，进一步形成各类知识库统计、分析，进一步形成各类知识库，以指导生产运行，以指导生产运行v - -总部和区域公司的管理人员不能及总部和区域公司的管理人员不能及时了解下属风电场的生产运营状况，时了解下属

2、风电场的生产运营状况，目前手工报送数据的方式，不仅存在目前手工报送数据的方式，不仅存在工作繁杂的问题，而且数据准确性、工作繁杂的问题，而且数据准确性、及时性也不能保证；及时性也不能保证； v 对生产设备的性能评价缺乏实际运行对生产设备的性能评价缺乏实际运行数据的支持数据的支持迫切需要对公司所迫切需要对公司所辖风电场进行整合，辖风电场进行整合，以实现基于一体化以实现基于一体化的系统，对所有风的系统，对所有风电场所有设备进行电场所有设备进行实时的监测与控制，实时的监测与控制，并对各风场的运行并对各风场的运行情况进行统计分析，情况进行统计分析，以优化运行、降低以优化运行、降低成本、指导后继采成本、指

3、导后继采购。同时，满足外购。同时，满足外部对于风电场数据部对于风电场数据的需求。的需求。 目目 录录v系统定位v系统架构v监控系统实时监控v监控系统数据应用v满足外部各种应用要求满足外部各种应用要求v系统重难点v风电企业信息化整体规划风电企业信息化整体规划 系统整体架构风力发电机组风力发电机组变电站变电站气象站气象站上上传传信信息息控控制制信信息息上上传传信信息息控控制制信信息息上上传传信信息息 系统应用结构 系统技术架构 系统技术特点 集控系统必须是一个安全、稳定、可靠、可拓展、集控系统必须是一个安全、稳定、可靠、可拓展、功能全面、一体化的系统功能全面、一体化的系统v全分布式多服务器冗余网络

4、构架全分布式多服务器冗余网络构架 v分层全开放系统设计分层全开放系统设计 v系统平台一体化系统平台一体化v丰富的通信规约库及规约解释功能丰富的通信规约库及规约解释功能 v强大的计算引擎强大的计算引擎v强大的报警引擎强大的报警引擎v安全的控制策略安全的控制策略1. 1.统一的数据平台统一的数据平台 分布式网络架构 123系统各组成部分支持双机冗余功能。当发生故障时能快速进系统各组成部分支持双机冗余功能。当发生故障时能快速进行无扰切换。冗余机之间具备专用的冗余探测通道行无扰切换。冗余机之间具备专用的冗余探测通道基于分布式处理的柔性结构，能够适应从简单的单机工程，基于分布式处理的柔性结构，能够适应从

5、简单的单机工程，到数百节点的网络环境，从数百到数百节点的网络环境，从数百IOIO点到百万点到百万IOIO点的解决方案点的解决方案 采用对通信信息加密（加密装置）、传输方向控制（隔离装采用对通信信息加密（加密装置）、传输方向控制（隔离装置），等确保通信的可靠和安全。置），等确保通信的可靠和安全。 分层全开放的体系架构 分层全开放的体系架构 123数据采集层：数据采集层：提供符合各种标准的通讯规约库，支持通讯规约、通讯接口的动态加载，在线部署。能够对相关数据进行优先级划分，确保最重要的数据能够准确、及时的传输。应用服务层：应用服务层：提供标准的二次开发包，支持用户功能层的开放。用户可以利用系统提供

6、的工具进行迁移、集成和二次开发而且系统健壮性不会受到任何影响。数据展示层：数据展示层：提供各种数据展示基础工具，支持数据展示的动态部署。 数据采集层、应用服务层以及数据展示层数据采集层、应用服务层以及数据展示层, ,三层各司其职，互不影响。三层各司其职，互不影响。 一体化的平台APAP系统系统平台平台 v数据库、数据库、SCADASCADA、计算报警引擎、动态画、计算报警引擎、动态画面展示等做为面展示等做为APAP系列产品的各个部分，是一系列产品的各个部分，是一个有机整体，能够实现整个系统平台的一体个有机整体，能够实现整个系统平台的一体化。化。v依赖于开放的、拥有自主知识产权的依赖于开放的、拥

7、有自主知识产权的APAP系系统平台，实现真正意义的整合统平台，实现真正意义的整合 对单个风电场而言，监控系统不再区分风机监控系统、综自系统、故障子站等，将一个风电场的具备条件的数据都进行了整合统一，纳入了一个一体化平台；就集团而言，所属风电场的所有监控都可以在一套系统中实现。基于平台接口的开放性，这种整合是可以根据需要扩展的。 丰富的规约库 123除了支持除了支持15001500多个厂家多个厂家30003000余种设备驱动外，系统还支持各种通余种设备驱动外，系统还支持各种通讯规约，也包括楼宇、电力等行业标准规约。讯规约，也包括楼宇、电力等行业标准规约。 各通讯规约均以动态链接库的方式进行封装，

8、通讯规约间是相互各通讯规约均以动态链接库的方式进行封装，通讯规约间是相互独立的，不会因为一个规约的故障而影响其它规约的使用。独立的，不会因为一个规约的故障而影响其它规约的使用。 目前常用的电力规约，本系统已经包含在内，如目前常用的电力规约，本系统已经包含在内，如IEC101IEC101规约、规约、OPCOPC规约、规约、 CDTCDT规约、规约、IEC103IEC103规约、规约、IEC104IEC104规约、规约、MODBUSMODBUS规约规约等。对于新增的规约，一旦封装成标准动态链接库文件后，可使等。对于新增的规约，一旦封装成标准动态链接库文件后，可使用系统自带的驱动安装工具实现自动添加

9、。用系统自带的驱动安装工具实现自动添加。 强大的计算引擎 123丰富的计算函数丰富的计算函数 轮询、定时等灵活的计算模式轮询、定时等灵活的计算模式大数据量、高性能的计算核心大数据量、高性能的计算核心 强大的报警引擎 123强大的报警引擎，根据实时数据，进行数据报警范围强大的报警引擎，根据实时数据，进行数据报警范围校验，不漏报、不误报校验，不漏报、不误报推画面、音响、语音、文字、打印、自动拨打电话或推画面、音响、语音、文字、打印、自动拨打电话或发送短信等多种报警手段发送短信等多种报警手段分类、分级报警，能够迅速查找到特定报警数据，从分类、分级报警，能够迅速查找到特定报警数据，从而有效的利用报警数

10、据，进行设备状态监测而有效的利用报警数据，进行设备状态监测5 54 43 32 21 1 安全的控制策略 123采用风场现场、风场主控、集控系统三级控制策采用风场现场、风场主控、集控系统三级控制策略，确保控制的有序进行略，确保控制的有序进行集控系统内分层、分级的安全控制策略，严控操集控系统内分层、分级的安全控制策略，严控操作权限作权限预操作机制确保对相关操作的安全性进行预评估，预操作机制确保对相关操作的安全性进行预评估，防止误操作防止误操作 高性能的数据平台 依托于数据库技术，将不同的数据统一到同一个数据平台中，充分利依托于数据库技术，将不同的数据统一到同一个数据平台中，充分利用数据挖掘技术，

11、有限的利用海量的数据。用数据挖掘技术，有限的利用海量的数据。 目目 录录v系统定位v系统架构v监控系统实时监控v监控系统数据应用v满足外部各种应用要求满足外部各种应用要求v系统重难点v风电企业信息化整体规划风电企业信息化整体规划 监控架构图 系统基础监控故障与报故障与报 警警数据采集与处理数据采集与处理事故追忆事故追忆实时监测与控制调节实时监测与控制调节 数据采集与处理 数据的采集与处理不仅仅包含对于风电场风机、变压站、箱变等数据的采集与处理，数据的采集与处理不仅仅包含对于风电场风机、变压站、箱变等数据的采集与处理，还包括其余风电场相关系统的数据，比如风功率预测等还包括其余风电场相关系统的数据

12、，比如风功率预测等 主要包括：主接线图、各主要包括：主接线图、各PTPT分图、各分支线路图、实时图表曲线、历史图表曲线、统计报表、分图、各分支线路图、实时图表曲线、历史图表曲线、统计报表、保护设备信息及保护信号、故障报警、五防、预操作保护设备信息及保护信号、故障报警、五防、预操作变压站监控 变压站监控：曲线 风场地理分布图、风场立体图、风场矩阵图、风机监控图、实时图表曲线、历史图表曲线、故风场地理分布图、风场立体图、风场矩阵图、风机监控图、实时图表曲线、历史图表曲线、故障报警、数据动态分析展示障报警、数据动态分析展示风机监控 风机监控：风场监控 单台风机的遥测、遥信、遥控数据单台风机的遥测、遥

13、信、遥控数据, ,以及功率曲线、变桨曲线、故障以及功率曲线、变桨曲线、故障报警等历史数据报警等历史数据单风机监控 风机监控：功率曲线 及时、准确、全面的报警平台及时、准确、全面的报警平台故障报警 目目 录录v系统定位v系统架构v监控系统实时监控v监控系统数据应用v满足外部各种应用要求满足外部各种应用要求v系统重难点v风电企业信息化整体规划风电企业信息化整体规划 数据管理23提供访问历史数据库的接口并可随时检索和使用历史数据能具备历史数据统计功能，同时，可对历史数据进行加工处理，重新计算45保存的数据可用报表和画面显示历史数据应能方便的进行备份和恢复1历史数据管理定期保存数据，对保存的历史数据点

14、可设定存储周期 动态报表 固定格式报表 报表数据处理 数据融合 生产数据包括生产过程中的各种数据，通过对生产数据的统计分析，包括按照时间的历史对比，同期对比，按照数据的取值的对比，按照数据类型的累计对比，按照电量等运营数据的对比，按照设备的数据对比，有利于掌握生产发展的情况和趋势，便于以后按照生产数据的特点安排生产系统对各种生产数据及运营数据进行历史对比展示，通过曲线图及列表的方式进行展现。 数据融合举例23风机发电量对比分析：通过对实际采集的风机发电量数据进行日电量、周电量、月电量、年电量、总发电量等不同时间粒度的统计分析，比对每台风机的出力情况风机可用率对比分析：通过对实际采集的风机运行的

15、状态数据获取风机实际的可用率，并进行日可用率、周可用率、月可用率、年可用率、总可用率等不同时间粒度的统计分析，比对每台风机的实际可用率情况。通过对实际采集的风机运行的状态数据获取风机实际的故障时间与故障次数，并进行日、周、月、年、累计汇总等不同时间粒度的统计分析，比对每台风机的实际故障情况。45风机布局与实际风速情况分析：通过对实际采集的每台风机的风速数据进行统计分析，并与风电场测风塔同期风机等高度的风速数据进行对比，展示各台风机实际风速数据的相对排名，可以辅助对风机选址优劣进行判断利用历史数据，进行有效的均差报警1风机功率曲线与散点图：通过对风机运行过程中实际获取的风速数据和功率数据进行不同

16、时间粒度的汇总分析，得到风机正常运行状况下的实际功率曲线与功率数据的分布情况 数据融合举例 目目 录录v系统定位v系统架构v监控系统实时监控v监控系统数据应用v满足外部各种应用要求满足外部各种应用要求v系统重难点v风电企业信息化整体规划风电企业信息化整体规划 外部数据要求数据采集数据采集 整体调控整体调控 出于需要了解风电场运行情况，包括电网在内的各方，按照自己的需要，接入部分生产实时数据和二次加工数据。出于稳定、安全的角度出发，电网需要对风电场进行远程的各类调控。 数据采集 集控系统对风电场的所有能够采集的数据进行了整合，并且基于一定的逻辑规则，对一次数据进行了二次加工，形成了众多的二次数据

17、。出于需要对风电场运行情况进行实时的了解、分析、总结，包括电网在内的各方，按照自己的需要，接入部分数据。123生产管理系统对于风电场实时运行数据、故障情生产管理系统对于风电场实时运行数据、故障情况等的数据要求况等的数据要求其余数据采集要求：依托于系统的数据管理功能其余数据采集要求：依托于系统的数据管理功能和开放的通讯规约功能，完全可以满足各方数据和开放的通讯规约功能，完全可以满足各方数据采集要求采集要求电网对于风电场各设备实时运行数据的数据要求电网对于风电场各设备实时运行数据的数据要求 整体调控出于稳定、安全的角度出发，电网需要对风电场进行远程的各类调控。123依托于相关厂家对于依托于相关厂家

18、对于AGCAGC、AVCAVC等模块的接口开放等模块的接口开放整体调控的内容主要有：整体调控的内容主要有：AGCAGC、AVCAVC调控的步骤：接调度指令调控的步骤：接调度指令集控基于调度策略结合运行情况，确定集控基于调度策略结合运行情况，确定调度方式调度方式通过接口，将调度方式下发至系统外各个调度模块，执通过接口，将调度方式下发至系统外各个调度模块，执行调度行调度各模块反馈调度结果各模块反馈调度结果集控根据反馈的调度结果，判断集控根据反馈的调度结果，判断是否满足电网调度要求是否满足电网调度要求 风电场总功率控制(离散型) 目目 录录v系统定位v系统架构v监控系统实时监控v监控系统数据应用v满

19、足外部各种应用要求满足外部各种应用要求v系统重难点v风电企业信息化整体规划风电企业信息化整体规划 系统的重难点v满足对于控制安全区、生产管理区的网络安全要求v满足数据传输过程中的传输安全.v 数据采集接口 v 风机控制接口以及控制模块接口.v同一数据库、同一监控平台v满足单风电场接入新的设备的数据v满足后继风场的不断接入v满足系统硬件的动态扩容（软件分布式） 目目 录录v系统定位v系统架构v监控系统实时监控v监控系统数据应用v满足外部各种应用要求满足外部各种应用要求v系统重难点v风电企业信息化整体规划风电企业信息化整体规划 管控营一体化平台 一体化平台依赖于集控系统，实现风电场群的有效控制依赖

20、于集控系统，实现风电场群的有效控制实现人力资源、设备资源、备品备件资源的优化调配实现人力资源、设备资源、备品备件资源的优化调配根据设备情况、风资源情况，优化风场运行，根据设备情况、风资源情况，优化风场运行，使发电效率最大化使发电效率最大化根据设备情况、功率控制情况、风资源情况，根据设备情况、功率控制情况、风资源情况，实施送电的组合方案实施送电的组合方案根据历史报警信息、设备历史信息、设备运行状态，根据历史报警信息、设备历史信息、设备运行状态，给出故障预报给出故障预报 有效控制 资源调配 发电效率 送电方案 故障预报管控营一体化平台.通过平台，实现通过平台，实现“区域检修区域检修”根据历史信息、

21、数据模型、运行信息，对设备进行状态分析根据历史信息、数据模型、运行信息，对设备进行状态分析 区域检修 状态检修 风电场群区域运维管理区域式运行管理区域式运行管理整合各风电场人力、设整合各风电场人力、设备、备品备件等资源，提高企业备、备品备件等资源，提高企业的综合资源管理能力、形成标准的综合资源管理能力、形成标准化化“管、控、营管、控、营”体系、加速企体系、加速企业技术知识的积累和应用推广业技术知识的积累和应用推广降低运营成本提高企业综合效益区域式设备管理区域式设备管理 经营经营投资投资资产资产生产生产建设建设基建生产一体化基建生产一体化管控一体化管控一体化标准化管理标准化管理全面预算管理全面预算管理全面风险管理全面风险管理投资全过程管理投资全过程管理资产全生命管理资产全生命管理风电