風電場SCADA和運維云平臺

一、項目概況

風場監(jiān)控系統(tǒng)布置于風場監(jiān)控室內(nèi)，由風機監(jiān)控系統(tǒng)、風電場功率管理系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）、第三方接口系統(tǒng)組成。其主要包括風機監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、Web發(fā)布、風機管理、風場調(diào)度、安全審計等功能。

二、項目部署

風電場監(jiān)控運維平臺軟件系統(tǒng)是風電場遠程控制系統(tǒng)的組成部分，風電場遠程控制系統(tǒng)由網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)、風電場監(jiān)控運維平臺系統(tǒng)組成。

風電場網(wǎng)絡通訊采用光纜傳輸，風機與風機之間的網(wǎng)絡拓撲結構采用可自愈式以太環(huán)網(wǎng)結構，風場級拓撲結構為多環(huán)結構。風機機艙與塔基之間的連接光纜為多模光纜。風機與風機之間及風機與監(jiān)控中心之間的連接均為單模光纜。風場通訊網(wǎng)絡環(huán)內(nèi)采用100M光纖以太網(wǎng)絡。核心交換機與風場監(jiān)控系統(tǒng)服務器的接口采用1000M以太網(wǎng)。

硬件系統(tǒng)包括數(shù)采服務器2臺、數(shù)據(jù)服務器2臺、應用服務器2臺（應用服務器通常與數(shù)采服務器合二為一）、發(fā)布機1臺、I/O機1臺，操作員站1臺、若干安全隔離設備。其中，數(shù)據(jù)服務器存放歷史數(shù)據(jù)，具體實施過程中，甲方可根據(jù)風場規(guī)模進行服務器配置，小規(guī)模風場可將數(shù)采服務器、數(shù)據(jù)服務器、應用服務器合而為一，對于大規(guī)模風場可部署多臺數(shù)采服務器、數(shù)據(jù)服務器及應用服務器，軟件采用模塊化設計，可部署于同一臺服務器也可分別部署。

三、軟件設計說明

將軟件分為三層， 軟件部署主要包括風機數(shù)采服務器程序、應用服務器程序、數(shù)據(jù)服務器程序、發(fā)布機程序、I/O機程序。

將該監(jiān)控系統(tǒng)程序根據(jù)功能結構劃分為三層，采集層、服務層、前端網(wǎng)站，每部分均可根據(jù)服務器分布情況獨立安裝部署，程序之間均采用標準UDP或TCP協(xié)議。

I/O機主要完成協(xié)議轉換及第三方接口通訊功能，主要通訊協(xié)議均部署在該服務器，在實際應用中，各技術協(xié)議是以應用的方式呈現(xiàn)的，可根據(jù)系統(tǒng)程序框架，自由添加協(xié)議，可對每個協(xié)議進程進行添加、關閉和配置。按照程序開發(fā)架構方式，各通訊協(xié)議均可部署至任何一臺服務器。

發(fā)布機包含了完整的網(wǎng)站服務、UI、網(wǎng)閘通訊、歷史數(shù)據(jù)記錄及查詢功能，將風機數(shù)據(jù)發(fā)布至公網(wǎng)，可遠程訪問查看該風場狀態(tài)。軟件的設計框架如圖2所示：

四、軟件功能介紹

1）風場概覽:可以通過矩陣型、環(huán)線型、列表型、地圖行四種模式查看整個風場的運行狀態(tài)

2）風機監(jiān)視：可以查看單個風機運行的詳細信息，并可對風機進行控制操作

3）風機控制：可以進行整個風場、單個環(huán)線、單個風機、多個風機集中模式的控制操作

4）歷史數(shù)據(jù)：可查看時間段內(nèi)風機運行的狀態(tài)曲線

五、總結

風電場監(jiān)控運維平臺按照靈活的部署設計，可部署于Windows Sever 2016、Linux（CentOS 7）、Unix、中標麒麟國產(chǎn)操作系統(tǒng)，采用B/S網(wǎng)絡架構，支持Chrome、Safari、Firefox、IE11瀏覽器，支持時鐘同步等功能；

該系統(tǒng)滿足監(jiān)控風機數(shù)量不低于300臺，且適用于不同機組混裝、不同組件混裝，可在一套監(jiān)控軟件上實現(xiàn)不低于300機組的監(jiān)控，但允許服務器軟件實現(xiàn)分布式布置，可配置多套單臺服務器，同時單臺可監(jiān)控機組數(shù)量可達到100臺（單臺監(jiān)控機組數(shù)量可根據(jù)具體項目進行數(shù)量調(diào)整），數(shù)據(jù)采集、顯示刷新頻率不高于1秒；

該系統(tǒng)模擬量數(shù)據(jù)存儲采用秒級及分鐘級存儲，其中，故障前后5分鐘內(nèi)的秒級數(shù)據(jù)要求長久保存，其余秒級存儲數(shù)據(jù)要求在數(shù)據(jù)庫中保留3個月，以便數(shù)據(jù)分析使用；布爾量數(shù)據(jù)采用逢變則存的方式。秒級存儲數(shù)據(jù)查詢及報表根最小顆粒度為1秒，可根據(jù)不同時間步長查詢顯示模擬量數(shù)據(jù)；分鐘級存儲的數(shù)據(jù)查詢及報表最小顆粒度為1分鐘，可根據(jù)不同時間不長查詢顯示模擬量數(shù)據(jù)；布爾量獨立查詢，不與模擬量一起混合查詢；

該系統(tǒng)滿足為風功率預測、上級調(diào)度系統(tǒng)、業(yè)主自建監(jiān)控中心、甲方數(shù)據(jù)中心、在線振動監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、自動消防系統(tǒng)、箱變監(jiān)控系統(tǒng)、空氣密度儀、升壓站等第三方系統(tǒng)預留通訊數(shù)據(jù)接口，上傳風力發(fā)電機組相關信息并接收相關指令。