风电场监控系统课件

概述监控系统原理监控系统网络结构监控系统硬件介绍监控系统软件介绍监控系统人机界面操作说明风电场监控系统

风电场远方监控系统主要对分布在不同地区风电场的风力发电机组和场内变电站的设备运行情况及生产运行数据进行实时采集和监控，使监控中心能够及时准确地了解各风电场的生产运行状况。明阳风电场监控系统专为明阳1.5MW双馈式变速恒频风力发电机组而开发，同时适用于北方型和南方型机组。通过明阳监控系统，您在监控室就可以查看到各风机的详细参数，如电能，风速，风向，气温，风机压力，风机温度和转速等。还可以查看到历史趋势图，实时趋势图，报警信息，升压站运行状况及报表信息。1、概述通过明阳风电场监控系统还可以对风电场的风电机组进行远程控制，如远程开机，停机，偏航，复位等。远程监控系统使您可以通过网络连接（电话线或宽带），在PC机上执行和中央监控系统相同的功能，而无需安装任何额外的软件。2、监控系统原理商用交换机服务器可选的冗余服务器光纤闭环网络1第二个闭环网络（没有全部画出）Internet工业交换机工业交换机工业交换机工业交换机工业交换机工业交换机工业交换机风机控制器风机控制器风机控制器风机控制器风机控制器中央监控室远程监控室风机控制器和工业交换机之间采用双绞线网络中央监控系统一般采用双闭环的网络结构。每个闭环网络支持20台到50台的风电机组。可根据现场安装环境，配置多个闭环网络。每台风电机组配置一台工业级交换机。在服务器机柜中，每个闭环网络也需要配置一台工业级交换机，其型号和每台风电机组配置的交换机相同。图中，红色为光纤网络，蓝色为双绞线网络。

中央监控系统采用两层结构，即中央控制室结构和风电机组塔基柜监控系统网络部分。2.1明阳风电场监控系统原理中央控制室主要具有下述软件功能：实时数据库历史数据库服务器后台统计和分析计算远程Web监控系统通讯网关OPCServer通讯网关监控风电机组运行的人机界面2.1中央控制室部分中央控制室的硬件配置：中央控制室标准配置，1台服务器计算机和2台操作站计算机。 服务器可以运行除上面描述的“监控风电机组运行的人机界面”外的其它所有软件功能。为了提高系统的性能，可以把历史数据库、远程Web监控系统通讯网关放置在单独的服务器上。服务器可以选配为双服务器冗余，两台服务器都是热备用的，客户端会自动在两台服务器之间自动切换。 操作站数量可以根据合同按照用户的要求配置为更多数量，每个操作员站的功能完全相同，且不会互相冲突。中央控制室，每个操作站标配一个报警音箱。塔基柜监控系统部分主要为一台工业级交换机。交换机电源来自塔基柜控制系统电源。塔基柜工业交换机通过光口连接为一个闭环网络。工业交换机和光纤接线盒安装在塔基柜的左侧柜壁上。工业级交换机和塔基柜控制器之间用双绞线连接。通讯协议采用倍福公司的ADS协议。该协议是基于以太网TCP的高层协议。2.2塔基柜监控系统部分通常采用双闭环网络结构。系统支持更多数量的闭环网络，每个闭环可连接20台到50台风电机组。3、监控系统网络结构闭环环网网络络自自愈愈原原理理（（一一））上图图中中，，如如果果交交换换机机1和交交换换机机2之间间的的所所有有网网络络断断开开，，则则所所有有原原来来通通过过交交换换机机1和交交换换机机2之间间的的通通讯讯能能够够通通过过交交换换机机1交换换机机4交换换机机3交换换机机2来获获得得，，所所有有的的切切换换过过程程不不要要人人工工干干预预，，而而且且不不会会丢丢失失任任何何通通讯讯数数据据。。所以以，，闭闭环环网网络络中中任任何何一一点点断断开开都都对对网网络络通通讯讯没没有有任任何何影影响响。。光纤纤连连接接可可采采用用如如下下方方式式：：--直埋埋铠铠装装光光缆缆--架空空电电力力光光缆缆（（ADSS）通讯讯距距离离：：--单模模40km--多模模5km闭环环网网络络自自愈愈原原理理（（二二））闭环环光光缆缆安安装装模模式式有有两两种种：：--风电电机机组组成成排排状状分分布布的的安安装装模模式式--风电电机机组组成成闭闭环环型型分分布布的的安安装装模模式式闭环环网网络络自自愈愈原原理理（（三三））闭环环型型分分布布的的风风电电机机组组商用交换机服务器可选的冗余服务器工业交换机工业交换机闭环1闭环2成排排状状分分布布的的风风电电机机组组服务器可选的冗余服务器监控控系系统统主主要要元元器器件件：：服务务器器，，商商业业级级交交换换机机，，工工业业级级交交换换机机，，服服务务器器机机柜柜，，UPS电源源，，操操作作员员站站计计算算机机等等4、监监控控系系统统硬硬件件介介绍绍CPU:Xeon2.5G内存存：：2G硬盘盘：：不不少少于于250G的两两个个相相同同硬硬盘盘，，组组成成RAID-1冗余余阵阵列列。。永永远远保保持持两两个个硬硬盘盘一一致致。。一一个个硬硬盘盘损损坏坏，，可可以以重重新新构构建建新新的的一一个个硬硬盘盘。。以太太网网：：2个1000M以太太网网口口。。一一个个连连接接客客户户端端，，另另外外一一个个连连接接风风电电机机组组闭闭环环网网络络。。显示示器器：：17寸液液晶晶标配配键键盘盘，，鼠鼠标标4.1服务务器器配配置置要要求求4.2商业业级级交交换换机机技技术术参参数数序号参数名称参数介绍1交换机类型100M以太网交换机2应用层级二层交换3交换方式存储-转发4背板带宽3.2Gbps5网络标准IEEE802.3,IEEE802.3u,IEEE802.1d,IEEE802.3x即插即用非网管操作6网管功能Baseline系列交换机开箱即用,无需任何配置,自动MDI/MDIX端口识别和适配以太网络线缆类型,可有效的减少因线缆问题而导致的网络故障,简化安装,端口速率自适应功能,可有效优化网络性能7其他功能工作温度:0°至40.00°C(32°至122°F)存储温度:-40°至+70°C(-40°至+158°F)工作湿度:10%至90%的相对湿度(不结露)标准:EN60068(IEC68)8尺寸/重量440×173×44mm/1.5kg9电源电压100-240VAC目前前采采用用3ComBaseline2016(3C16470)商用用交交换换机机，，其其基基本本参参数数如如下下：：工业业级级以以太太网网交交换换机机支持持自自愈愈型型闭闭环环，，闭闭环环冗冗余余切切换换时时间间小小于于100毫秒秒2个光光口口、、3个电电口口；；2个光光口口形形成成光光纤纤闭闭环环以以太太网网络络DIN导轨轨安安装装双电电源源输输入入工业业级级运运行行环环境境振动动冲冲击击：：IEC60068防护护等等级级：：IP30操作作温温度度：：0~60℃℃存储储温温度度：：-40~85℃℃湿度度：：5%~95%(无凝凝露露)电磁磁兼兼容容要要求求：：EN61000等级级34.3工业业级级交交换换机机在线式或或者在线线互动式式单相输入入，容量量为1250VA，实际功功率达到到1100W电池后备备1个小时主机和后后备电池池都采用用机架式式安装主机内置置带小型型液晶显显示器，，可以显显示运行行状态，，例如梅梅兰日兰兰的UPS4.4UPS不间断电电源单核或者者双核CPU512M内存19寸液晶显显示器硬盘容量量为标准准配置具体配置置以技术术协议为为准。4.5操作员站站计算机机19寸标准服服务器机机柜(600W*1000D*2000H)黑色喷塑带键盘和和显示器器托架底部带移移动滚轮轮4.6服务器机机柜软件主要要分为三三个层次次驱动程序序数据采采集层数据库层层，包括括历史数数据库和和实时数数据库中央控制制室人机机界面层层和远程程Web监控层5、监控系系统软件件介绍5.1监控系统统软件原原理图风电机组组控制器器数据通通讯BeckHoffPLC驱动风电机组组控制器器1风电机组组控制器器1风电机组组控制器器1中央控制制室人机机界面模模块历史数据据库远程监控系统浏览器界面控件远程监控通讯代理转发点名当前值上限下限···AI0AI1···实时数据据库数据采集集层数据库层层人机界面面层监视风电电机组运运行状态态监视整个个风电场场的运行行状态风电机组组运行模模式：并并网、急急停、维维护等风电机组组运行参参数：有有功、无无功、转转速等风电机组组报警信信息显示示风电机组组控制风电机组组启停控控制风电机组组维护模模式控制制5.2监控系统统软件功功能（一一）趋势图全场趋势势图每台风电电机组趋趋势图趋势图标标签点和和时间可可以配置置可以在同同一幅趋趋势图中中对不同同时段的的数据进进行比较较，例如如可以比比较今天天和昨天天的功率率曲线报警报警记录录显示报警数据据记录保保存区分不同同的报警警区软件功能能（二））风电机组组运行报报表日报表、、周报表表、月报报表、年年报表风电机组组报警音音响采用音箱箱实现语语音报警警，不需需要预先先录制语语音，根根据文本本文字直直接读出出，具有有非常大大的灵活活性优秀的历历史数据据保存性性能保存20年，开关关量实时时保存，，模拟量量大约每每隔10秒保存一一次，用用户可以以设置保保存的间间隔时间间和保存存精度，，系统可可以达到到毫秒级级时钟保保存软件功能能（三））风电场发发电量的的数据统统计：发电量数数据统计计；风速速、温度度等平均均值处理理等风电机组组可利用用率分析析风电机组组功率保保证曲线线风电机组组各种停停机故障障原因查查询功能能软件功能能（四））同时监控控100台风电机机组，每每台风电电机组600个标签点点数据长期保存存历史数数据，不不少于20年数据刷新新率刷新率等等于数据据采集时时间和监监控系统统软件内内部通讯讯时间数据采集集时间3秒软件内部部通讯时时间100毫秒历史数据据查询时时间：查查询一个个标签点点的一天天内历史史数据记记录所用用时间为为150毫秒5.3监控系统统软件主主要性能能风电场主主界面各台风电电机组界界面报警画面面趋势图操作控制制界面变电站界界面监控系统统网络界界面5.4监控系统统主要界界面明阳风电电场监控控系统主主要通过过人机界界面来实实现操作作者与风风电机组组的互动动。几个个主要的的用户友友好画面面构成了了人机界界面的主主体，通通过这些些画面您您可以实实现对远远方风电电场全场场风电机机组的运运行状态态进行监监视控制制。6、监控系系统人机机界面操操作说明明主画面风电机组组状态画画面趋势图画画面报警画面面监控网络络画面升压站画画面运行报表表画面1、主要人人机界面面2、主画面面（一））明阳风电电场监控控系统在在启动时时，被设设置为自自动进入入主主画画面界面面，且在在日常的的使用中中，系统统多数时时间都被被置于主主画面显显示，使使操作者者可纵观观全局，，对全场场风电机机组的运运行情况况一目了了然。主画面（（二）系统主画画面主要要包括三三个部分分，即上上方工具具条，下下方工具具条，和和中间的的风机图图标。除除此之外外，系统统告警信信息也能能够在住住户面中中得以实实时显示示。上方工具具条和下下方工具具条作为为通往各各画面的的主要窗窗口，被被设计在在所有画画面中，，为您实实现了在在各个画画面之间间的自由由切换。。主画面（（三）上方工具具条为您您进入各各主要画画面查看看相关信信息提供供了可能能。您只只需要简简单的用用鼠标点点击上方方工具条条中的相相应的图图标，系系统即可可切入到到其相对对应的画画面。上上方工具具条含有有10个图标。。其中有有系统时时间显示示，主画画面，风风机状态态，趋势势图，报报警，监监控网络络，升压压站，运运行报表表，用户户切换，，退出系系统。当当系统进进入某画画面时，，其对应应的上方方工具条条图标字字体将变变为黄色色。下方工具具条则为为您提供供了一些些重要参参数的检检测显示示。通过过下方工工具条您您可以很很直观的的查看到到一些重重要参数数实时值值，如全全场总有有功功率率，总无无功功率率，平均均风速，，运行风风机数，，待机风风机数，，故障风风机数，，本日发发电量统统计和累累计发电电量统计计。主画面面中间间部分分的风风机图图标的的分布布和分分厂实实际分分布一一致。。每个个风机机图标标代表表其对对应风风机编编号的的风电电机组组。风风机图图标还还可以以显示示该风风机当当前状状态，，风机机所在在地风风速，，及风风机功功率信信息。。如果果您要要查看看某台台风机机的详详细信信息，，请在在该风风机图图标处处单击击鼠标标左键键，系系统将将进入入该风风机运运行状状态画画面。。主画面面（四四）3、风电电机组组状态态画面面我们通通过上上方工工具条条的风风机状状态图图标即即可进进入到到默认认的1#风风机状状态画画面，，如上图所所示。。您可以以从该该画面面上很很直观观的看看到风风电机机组各各部分分主要要参数数当前前值及及其状状态。。在画画面的的左下下方有有三个个蓝色色按钮钮和三三个白白色按按钮。。通过过三个个蓝色色按钮钮,可可以以进行行机组组控制制窗口口，机机组数数据，，趋势势图画画面之之间的的切换换。风电机机组状状态画画面机组控控制窗窗口主主要包包括三三部分分，分分别为为机组组控制制区，，偏航航系统统控制制区，，复位位区。。在机机组控控制区区,您您可可以对对风电电机组组进行行远程程启动动和停停止控控制。。在偏偏航系系统控控制区区，可可以对对风机机进行行偏航航控制制，控控制内内容包包括：：手动动/自自动偏偏航切切换，，顺时时针开开始偏偏航、、逆时时针开开始偏偏航、、停止止偏航航。复位区区包含含状态态码和和安全全链的的复位位按钮钮。风电机机组状状态画画面（（三））鼠标单单击机机组数数据按按钮，，可以以进入入风机机标签签点状状态查查询画画面。。在该该画面面，您您可以以通过过上一一页，，下一一页按按钮来来进行行上下下翻页页，查查看当当前风风电机机组的的所有有标签签当前前值。。通过风风机状状态按按钮来来返回回到风风机状状态画画面。风电机机组状状态画画面（（四））同样，，通过过蓝色色趋势势图按按钮可可以进进入该该风机机趋势势图画画面。。有关关趋势势图的的详细细介绍绍请查查看5.3趋势图图画面面部分分。三个白白色按按钮，，可以以用来来选择择不同同的风风机状状态画画面。。您您只需需用鼠鼠标点点击前前一台台或后后一台台按钮钮,就可以以按顺顺序移移动。。或或者点点击手手动指指定按按钮，，在在弹出出的对对话框框中输输入您您想要要查看看的风风机编编号。。风电机机组状状态画画面（（五））4、趋势势图画画面（（一））用鼠标标点击击上方方工具具条的的趋势势图图图标，，系系统即即进入入全场场风机机趋势势图画画面。。从从风机机状态态画面面也可可以进进入趋趋势图图画面面。但但不不同的的是，，从风风机状状态画画面进进去的的是指指定某某台风风机的的趋势势图画画面,，而从从上方方工具具条进进去的的是全全场趋趋势图图画面面。当然，，它们之之间同同样具具有灵灵活切切换的的特点点。从全场场风机机趋势势图中中，可可以以查看看5个标签签点在在某段段时间间内的的发展展趋势势。这这5个标签签点分分别是是整个个风电电场总总功率率、风风电场场平均均风速速、全全场风风机本本日发发电量量统计计、整整个风风电场场总功功率、、全场场总无无功、、总发发电量量和电电网电电流A。它们们被列列于趋趋势图图下方方，在在其右右边分分别列列出了了对应应于各各标签签点的的下限限值，，上限限值，，单位位，当当前值值及相相对滞滞后时时间。。如下下图所所示，，当您您用鼠鼠标在在趋势势图时时间轴轴上拖拖动时时，在在下方方的相相对滞滞后时时间列列会显显示鼠鼠标所所在时时间点点的对对应标标签点点的历历史数数据。。用鼠鼠标点点击不不同的的标签签点，，则显显示不不同标标签点点趋势势图趋势图画面面（二）趋势图画面面（三）趋势图画面面下方10个黄色按钮钮的作用分分别为（从从左到右））：是否显显示所有标标签点标尺尺，缩小时时间轴到现现有时间轴轴的50％，扩大时时间轴到现现有时间轴轴的两倍，，起始时间间前移当前前时间轴两两倍的时间间，起始时时间前移当当前时间轴轴50％的时间，，起始时间间后移当前前时间轴两两倍的时间间，起始时时间后移当当前时间轴轴50％的时间，，时间轴停停止漂移切切换，刷新新，设定起起始时间。。从趋势图画画面下方的的蓝色按钮钮可以进入入到相应单单台风机的的趋势图画画面。如以以2号风机为例例，在2号风机趋势势图按钮处处单击鼠标标左键，即即进入下面面2号风机趋势势图画面。。趋势图画面面(四)五、报警窗窗口（一））鼠标单击上上方工具条条的报警图图标，系统统带您进入入报警画面面。在上方工具具条的报警警图标中有有三个颜色色不同的指指示灯。当当系统有未未确认的高高优先级报报警发生时时，红色指指示灯闪烁烁；当系统统有未确认认的中优先先级报警发发生时，橙橙色指示灯灯闪烁；当当系统有未未确认的低低优先级报报警发生时时，黄色指指示灯闪烁烁；直到未未确认的相相应优先级级的报警全全部被确认认后，其相相应的指示示灯才停止止闪烁。在在有未确认认的中优先先级或高优优先级报警警发生时，，指示灯闪闪烁的同时时，系统还还发出告警警提示声音音。报警窗口（（二）以上显示了了报警事件件的详细信信息，其内内容包括对对象类型，，标签名，，标签描述述，报警状状态，优先先级，起始始时间，结结束时间，，确认否，，单位和当当前值。画画面可显示示的报警信信息还包括括ID，报警区，，DeviceID,MemBlockID,报警值，具具体画面显显示哪些报报警信息，，可以由用用户按需要要来指定。。报警窗口(三)在报警处单单击鼠标右右键，如下下图出现下下拉菜单，，有确认报报警，删除除报警和过过滤选项。。在确认报报警和删除除报警下又又有本页报报警，选中中报警，所所有报警，，低优先级级，中优先先级，高优优先级选项项，在相应应的选项处处单击鼠标标左键，系系统则执行行确认或删删除该选项项报警动作作。报警窗口（（四）报警窗口（（五）在过滤选项项处单击鼠鼠标，系统统弹出报警警属性配置置对话框。。对话框中中有5项过滤条件件，分别为为标签源类类型，报警警状态，报报警优先级级，报警区区，确认状状态。用户户可以通过过该报警属属性配置对对话框来定定制要显示示的报警类类型。报警窗口（（六）下面的报警警属性配置置对话框已已被厂家设设置如下所所示。该配配置只能在在系统编辑辑模式下修修改。未经经允许的情情况下，请请勿随意修修改。报警窗口（（七）6、监控网络络窗口（一一）用鼠标单击击上方工具具条中的监监控网络图图标，系统统即带您进进入一个直直观而生动动的监控网网络结构画画面。通过过该画面可可以监视到到风电场各各环路中每每台交换机机之间及交交换机和控控制器之间间的网络连连接状态。。图中棕色色接线表示示双绞线连连接，墨绿绿色接线则则表示光纤纤连接。当某处连接接断开以后后，则连接线变变为灰色。。监控网络窗窗口（二））7、