風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
摘要:該文主要介紹了一種基于B/S模式的風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),其功能包括:風(fēng)機(jī)運(yùn)行的實(shí)時監(jiān)控,統(tǒng)計報表功能,實(shí)時報警功能等。該系統(tǒng)基于OPC接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,以專線形式將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)方集控中心的Vestore實(shí)時(歷史)數(shù)據(jù)庫,并通過SVG動畫將現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時的顯示在遠(yuǎn)程瀏覽器的Web頁面上。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201530.htm風(fēng)電場常常建立在環(huán)境較為惡劣的地區(qū),而且風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)機(jī)數(shù)量不僅較多,生產(chǎn)廠商也不盡相同。根據(jù)風(fēng)電場安全生產(chǎn)管理的特點(diǎn),需要在無人值守的情況下長期運(yùn)行,但是由于風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組分布面積廣,數(shù)量多,并且遠(yuǎn)離集控中心的特點(diǎn),不能同時掌握每個風(fēng)電場的運(yùn)行情況,也無法同時對不同的風(fēng)機(jī)進(jìn)行分析對比,且運(yùn)營維護(hù)成本較高。所以,對風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計是十分必要的。
1.風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
在建設(shè)風(fēng)電場時,通常都會在現(xiàn)場集控室中配套安裝與之相對應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng),由于目前風(fēng)電場在建設(shè)地點(diǎn)的周邊環(huán)境、風(fēng)速、氣候等條件的不同,采用的風(fēng)機(jī)廠家也不同,配套使用的風(fēng)機(jī)監(jiān)控軟件也不盡相同,因此存在信息孤島。就我公司來說,目前下轄8個風(fēng)電場,采用的是維斯塔斯、東汽、華銳、上海電氣及金風(fēng)的風(fēng)機(jī),其運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)較為封閉,兼容性不強(qiáng),因此開發(fā)一套較為實(shí)用,兼容性強(qiáng)的風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)供集控中心監(jiān)控是風(fēng)場信息化建設(shè)中較為重要的一環(huán)。性能完善的風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)有利于風(fēng)電場的運(yùn)行向無人值班方向發(fā)展,可以降低風(fēng)電場的運(yùn)行成本,提高風(fēng)電場的發(fā)電效益。
2. 基于OPC接口的數(shù)據(jù)采集
OPC全稱是OLE for Process Control,它的出現(xiàn)為Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場過程控制應(yīng)用建立了橋梁。OPC技術(shù)以微軟公司的OLE技術(shù)為基礎(chǔ),是一種具有高效性、可靠性、開放性、可互操作性接口通信標(biāo)準(zhǔn)。他把開發(fā)訪問接口的任務(wù)交給了硬件生產(chǎn)廠家和第三方廠家,以O(shè)PC服務(wù)器的形式提供給用戶,解決了軟硬件的矛盾,提高了系統(tǒng)的開放性和可操作性。
其中,WPM(Wind Park Management)為華銳風(fēng)機(jī)所配套的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),安裝在主控室的風(fēng)機(jī)監(jiān)控機(jī)中。WPM提供風(fēng)機(jī)現(xiàn)場監(jiān)控的SCADA,便于現(xiàn)場運(yùn)行人員在線實(shí)時的監(jiān)控風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)行實(shí)時在線維護(hù)。OPCServer安裝在前置機(jī)中,利用TCP/IP協(xié)議將分散在各地的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息傳輸至集控室的前置機(jī)中,最后通過專線將風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)方的Vestore實(shí)時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。
3. Vestore實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫
通過基于OPC接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集風(fēng)場風(fēng)機(jī)實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)實(shí)時的傳輸?shù)竭h(yuǎn)程集控中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器,并存儲到實(shí)時數(shù)據(jù)庫中,為后期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析提供支持。
本文采用的數(shù)據(jù)庫是電力行業(yè)廣泛應(yīng)用的VeStore大型實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫支持標(biāo)準(zhǔn)的B/S(瀏覽器/服務(wù)器)和C/S(客戶/服務(wù)器)結(jié)構(gòu),具有良好的開放性和可擴(kuò)展性。VeStore數(shù)據(jù)庫以站點(diǎn)的方式對標(biāo)簽點(diǎn)進(jìn)行分組管理。一個站點(diǎn)可能是一組邏輯意義相同的標(biāo)簽點(diǎn)的集合,也可能是從屬于一個接口采集程序的標(biāo)簽點(diǎn)的集合。數(shù)據(jù)庫管理人員可以通過“站點(diǎn)”的概念對系統(tǒng)中標(biāo)簽點(diǎn)進(jìn)行分組管理。VeStore 系統(tǒng)按照標(biāo)簽點(diǎn)的方式對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,一個標(biāo)簽點(diǎn)對應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)過程中的一個被監(jiān)測的量,或者一個計算數(shù)值。
針對我公司的實(shí)際情況,風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計如下:
(1)建立八個站點(diǎn)(賽罕壩,東山,大黑山,達(dá)里,道德,查干哈達(dá),西場,大水菠蘿),即每個風(fēng)電場建立一個站點(diǎn);
(2)每個站點(diǎn)中的每一個標(biāo)簽點(diǎn)為單臺風(fēng)機(jī)的測點(diǎn),測點(diǎn)按照一定的規(guī)則命名。標(biāo)簽點(diǎn)的命名規(guī)則如下:12.ABC.abc.XY0000.tagX,共由五段構(gòu)成:
l 12:共兩位,表示省公司代碼,用兩位數(shù)字表示;
l ABC:共三位,表示區(qū)域公司代碼,用名稱首字母表示;
l Abc:共三位,表示風(fēng)電場代碼,用名稱首字母表示;
l XY0000:共六位,表示風(fēng)電場內(nèi)系統(tǒng)類別和屬性,0000表示風(fēng)機(jī)標(biāo)識號;
l tagX:為原系統(tǒng)中標(biāo)簽名,代表不同標(biāo)簽點(diǎn);
VeStore實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫的功能主要有兩方面:一方面為發(fā)布平臺的所有計算分析程序、監(jiān)視畫面、統(tǒng)計報表等提供數(shù)據(jù)的來源;另一方面提供應(yīng)用開發(fā)接口——Data-API,它是動態(tài)鏈接庫的集合。Data-API 主要包括serverdll.dll 和clientdll.dll ,分別提供數(shù)據(jù)庫的查詢和寫入功能。在serverdll.dll 中可以進(jìn)行當(dāng)前活動數(shù)據(jù)庫、站點(diǎn)、標(biāo)簽點(diǎn)的查詢,以及各個標(biāo)簽點(diǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的查詢;clientdll.dll 主要提供數(shù)據(jù)寫入的功能,可以針對某個站點(diǎn)的標(biāo)簽點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳。
4. 基于B/S模式的風(fēng)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
目前,常用的系統(tǒng)架構(gòu)形式兩種:C/S模式和B/S模式。C/S(Client/Server)模式,即客戶機(jī)/服務(wù)器模式。C/S模式具有兩層結(jié)構(gòu):第一層是在客戶機(jī)系統(tǒng)上結(jié)合了業(yè)務(wù)邏輯;第二層是通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。在C/S兩層結(jié)構(gòu)中,客戶端保持著應(yīng)用程序,客戶端通過應(yīng)用程序向服務(wù)器發(fā)出請求,服務(wù)器據(jù)此請求對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作,并向客戶端返回應(yīng)答結(jié)果。C/S模式將一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和生動、直觀的用戶界面相分離,將大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算交給了后臺去完成,提高了用戶交互反應(yīng)的速度;應(yīng)用開發(fā)簡單,開發(fā)工具多而成熟,對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用起到了較大的推動作用。我公司集控中心的南瑞RCS-9001就是C/S架構(gòu)的系統(tǒng)。
相對C/S模式,B/S模式具有如下突出優(yōu)點(diǎn):
(1) 客戶端不再負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的存取和復(fù)雜數(shù)據(jù)計算等的任務(wù),只需要其進(jìn)行顯示,充分發(fā)揮了服務(wù)器的強(qiáng)大作用,這樣就大大的降低了對客戶端的要求,降低了投資和使用成本。
(2) 易于維護(hù)、易于升級。
(3) 用戶操作使用簡便
(4) 易于實(shí)現(xiàn)跨平臺的應(yīng)用,解決了不同系統(tǒng)下不兼容的情況。
所謂基于B/S的風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是以Web瀏覽器為統(tǒng)一的客戶端,利用OPC數(shù)據(jù)采集到底層風(fēng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù),然后統(tǒng)一上傳至實(shí)時(歷史)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中,通過Web瀏覽器就可以查看數(shù)據(jù)庫中信息。
在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),可以保證系統(tǒng)信息完整、正確掌握風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、加快生產(chǎn)和維護(hù)決策、提高生產(chǎn)效率、幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)。風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)都應(yīng)具有實(shí)時監(jiān)控、實(shí)時
報警、繪制報表、趨勢分析和用戶管理等功能。
5. 結(jié)論和展望
風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)換形式,是一種重要的自然能源。在大型發(fā)電場通常要對幾十臺甚至上百臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行監(jiān)測,而且風(fēng)能發(fā)電也有許多技術(shù)問題,如風(fēng)向和風(fēng)速以及氣溫、氣壓等都會受地理位置、季節(jié)、氣候等外界條件干擾而發(fā)生變化,為確保每個風(fēng)電場安全穩(wěn)定運(yùn)行,這就需要采樣先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)和通信技術(shù),需要有性能完善的監(jiān)測系統(tǒng),對有關(guān)風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行信息進(jìn)行采集、處理并實(shí)現(xiàn)有效的管理風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)測功能如果發(fā)展成熟,風(fēng)電場的運(yùn)行可以逐步向無人值班發(fā)展,降低風(fēng)電場的運(yùn)行成本,提高風(fēng)電場的發(fā)電效益。
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