风电综合信息化系统解决专项方案.docx

风电综合信息化系统处理方案1 项目概述伴随中国国民经济快速发展和人民生活水平提升，大家对电力依靠程度越来越高，同时电力生产也越来越受到资源和环境制约。为了实现可连续发展战略，提升电能使用效率已成为中国能源战略一项关键内容。因为中国资源严峻形势，发展可连续资源是长久之计，风能是一个有巨大发展潜力无污染可再生能源。发展可再生能源是最理想能源，能够不受能源短缺影响，但也受自然条件影响，如需要有水力、风力、太阳能资源，而且最关键是投资和维护费用高、效率低，所以发出电成本高。现在很多国家全部在主动寻求提升利用可再生能源效率方法，相信伴随地球资源短缺，可再生能源将发挥越来越大作用。为了加强对各个风电场管理，使风电集团能够直观、动态、综合地 掌握下属各风电场生产一线情况，杜绝风电机组运行和生产经营数据错报、迟报、漏报，同时便于进行数据统计、分析和提供技术支持，力控科技为许继许昌风电科技在总部建设一套风电场生产数据采集、监测、储存、分析、展现系统，方便风电集团能立即获取风电场生产及风电机组运行状态信息，为集中监测、故障分析、技术支持、经营决议等提供立即、正确数据基础。2 系统整体拓扑结构介绍2.1 集团调度中心系统建设2.1.1 调度中心系统平台调度中心信息化平台由实时服务器、历史服务器、关系数据库服务器、报警服务器、GIS地理信息系统服务器、WEB服务器和多种辅助系统组成。1) 实时服务器实时数据服务器关键为系统提供实时数据管理支撑，关键负责处理、存放、管理电站采集传送来实时数据，并为网络中其它服务器和工作站提供实时数据。实时数据存放在实时数据库中，实时数据服务器中运行通信管理软件，完成和分布式光伏电站通信连接、协议转换、网络管理等任务。实时数据库服务器软件平台采取冗余架构，两台服务器互为热备，经过实时心跳检测监控服务器运行状态，一旦主机发生问题从机可在最短时间内切换。2) 历史服务器历史数据服务器关键完成历史数据存放、管理，并为网络中其它服务器和工作站提供数据服务。能自动恢复通信中止期间数据。历史数据服务器作为应用统计分析数据支撑，一样配置力控科技pSpace Server软件平台。历史数据库库经过磁盘阵列实现硬冗余。3) WEB服务器Web服务器是实时监控系统和管理应用系统之间衔接服务器。实时监控系统将相关信息写入Web服务器，并对其实时更新。Web服务器在管理信息网络中以网站形式出现，它既为管理系统提供生产信息，又避免了和生产实时监控系统等无直接关系计算机直接访问实时监控系统服务器。4) 操作职员作站操作职员作站是调度、操作人员和控制中心计算机监控系统人机界面（HMI），它在控制中心计算机监控系统中作为用户机，操作员经过它可具体了解电站运行情况并下达命令。5) 工程师工作站工程师工作站是系统工程师操作平台。工程师可经过它们对计算机监控系统数据库等进行维护和管理；同时还能够对系统进行二次开发，实现其所许可功效。 网络系统考虑到集团各个风场地理分布情况，本系统采取VPN网络模式或集团专用网络，组建大型网络应用。虚拟私有网络VPN(Virtual Private Network)出现于Internet盛行今天,它使企业网络几乎能够无限延伸到地球每个角落，从而以安全、低廉网络互联模式为包罗万象应用服务提供了发展舞台。当风场SCADA和调度中心出现通信故障时，为确保数据完整性，风场SCADA平台加装力控科技通信组件CommServer，该组件可实现断线缓存功效。通信恢复后可将故障时段缓存数据继续上传至调度中心信息平台，从而避免了数据流失。CommServer组件支持力控软件以多种网络方法相互通信，比如RS232/485/422、无线电台、电话轮巡拨号、GSM、GPRS、CDMA、以太网等方法，实现和其它节点力控软件通信。该组件含有以下特征：含有分组和地址概念，不一样节点力控可相互寻址；支持多个用户端同时进行访问该组件服务器；含有故障恢复功效，通信中止时含有断线缓存功效；直接将离开区域数据库数据进行发送，提升系统效率；第三方程序经过开放协议能够多个网络方法直接访问力控实时数据库。 安全系统为提升系统稳定性，可靠性，可用性，在中心系统建设中，构建双重网络冗余提升底层通讯稳定性。同时考虑网络安全性，配置工业隔离安全网关pSafetyLink，全部风场SCADA均经过安全隔离装置进入到调度中心平台。pSafetylink以标准协议进行数据交换，把数据送入中心冗余数据库服务器，信息网络和控制网络实现互联时，怎样确保过程控制网络安全就变成了一个严峻问题。一旦实现了信息网络和控制网络之间互联，就相当于将控制网络直接暴露给外网而面临被攻击可能。pSafetyLink是种专为工业网络应用设计防护设施，用于处理工业SCADA控制网络怎样安全接入信息网络（外网）问题。它和防火墙等网络安全设备本质不一样地方是它阻断网络直接连接，只完成特定工业应用数据交换。因为没有了网络连接，攻击就没有了载体，如同网络“物理隔离”。因为现在安全技术，不管防火墙、UTM等防护系统全部不能确保攻击一定阻断，入侵检测等监控系统也不能确保入侵行为完全捕捉，所以最安全方法就是物理分开。力控风电场综合管理信息化平台采取完全分布式架构体系，多种应用服务器和数据服务器相对独立运行，这种完全分布式架构，极大提升了系统运行稳定可靠性。下面针对经典决议分析服务器和报警服务器加以介绍。 决议分析服务器决议分析服务器是管控一体化信息平台关键组成部分，此次在方案设计中将决议分析服务器单独设置，能够更为直观反应集团各风电场动态实时数据和历史数据。经过力控科技软件决议分析系统，可依据用户需求集成多个运算统计功效，而且可插入曲线、棒图、饼图种多个数据展现形式。对SCADA数据、关口电量数据、升压站数据、测风塔数据进行集成，并提供数据和应用整合，经过对动态数据积累（维修数据、故障数据、备件采购供给等数据）；积累企业特有维修技术、经验和知识。积累维修经验并形成企业知识库，供后续人员培训和学习，对风电场设备和生产运行数据根据年、月、日设备运行报表对比分析、故障分析、设备利用率分析，对标分析。 报警服务器报警服务器关键用于系统报警服务及故障事件查询追溯，当系统运行过程中出现设备故障、网络故障、电力系统故障等情况时首先可经过声光、语音、弹窗等方法第一时间通知工作人员。而且可经过短信、电话方法直接将故障信息发送给相关一线维修人员，而且结合GIS地理信息系统和视频系统，在调度中心大屏幕上显示出具体报警区域地点，可通知现场人员第一时间了解事故现场情况，做出最立即响应。同时软件在运行时自动统计系统状态改变、操作过程等关键事件，而且提供查询追溯功效。一旦发生事故，可就此作为分析事故原因依据，为实现事故追忆，提供坚实基础资料。2.2 风场SCADA系统建设各风场布署通讯服务器采集各风场SCADA系统各电气参数，和其它设备运行参数，辅助系统（如气象系统）等信息，上传至调度中心服务器。各风场站控级SCADA系统实现风场各电气量，及风机设备运行参数监控。SCADA 软件经过标准协议直接和风机 PLC 进行通讯，兼容巴合曼、倍福、贝加莱、西门子等风电常见PLC。SCADA软件和风机通讯变量满足软件功效，并依据甲方主控系统特点进行设计，包含变量地址、数据类型、单位等。SCADA 软件将从风机 PLC 读取统计文件并分类存放在监控电脑上。风场SCADA系统可采取冗余服务器，负责汇总风机，变电站等数据，经过风电场SCADA系统能够了解设备工艺控制，如变电站和风机工艺步骤，及关键生产数据。经过监管画面，用户和管理者还能够看到风电场气象情况，如平均风速、气温，生产情况如总发电功率，设备情况如运行机组数量，备用机组数量，故障机组数量等。还能够深入监视每一个风轮实时风速、发电功率、设备情况（运行、备用、故障）等，和变电升压站各项电气数据，如母线电压、电流、功率因数等。生产监控系统和集团综合信息化系统之间加装网络隔离装置（俗称网闸），隔离生产网络和信息网络。杜绝网络风暴，网络恶意程序等危害，同时启用交换机访问控制，防火墙等功效，为计算机访问设定对应权限。3 系统功效3.1 生产数据实时采集每个风电场数据采集部分能够分为风机、电控、变电站、测风塔部分。远程控制系统主机经过通讯系网关将各类风电机运行状态，运行数据，报警代码等内容采集并汇总到远程控制系统中，经过远程控制系统软件处理，将风电机运行状态，运行数据，报警代码等内容在同一个画面显示。3.2 基于地理背景监视图能够直观地显示风电企业下属全部风电场、各风场设备设施（如风机、测风塔、变电厂等）地理分布示意图，用户能够在地理图上直接显示各风电场关键运行数据，能够经过选择特定风电场节点对该风电场关键数据进行监控，并能够作为导航节点直接进入指定风电场进行更深入操作。3.3 数据存放和查询风电运维中心软件历史数据库采取独特压缩技术和二次过滤技术，使进入到数据库数据经过了最有效压缩，极大地节省了硬盘空间。选择改变保留并加上二次过滤条件，每秒1万点数据存放十二个月，仅需要6G空间，即一只一般硬盘也可存贮五到十年数据。同时实时数据库pSpace采取独特查询方法，能够很快捷从数据库中查询历史数据，方便用户管理和分析。3.4 控制功效风电场综合管理信息系统能够远程监控现场，如值班人员在现场控制风电机状态。远程控制系统依据预设参数，将不一样编号风电机控制指令送到不一样风电场中控室不一样主机上，再经过不一样风电机系统主机将控制信号送到所控制风电机中。3.5 决议和分析能够搭建数据总结分析和辅助决议工具平台，能够进行历史趋势分析，如年月、日各气象趋势和发电量曲线，设备质量和运行寿命，如单机生产和配套厂家、检修后运行时间、设备可利用率等统计。从而为和生产指标相关各项计划、采购、检修等活动提供和费用控制提供统计依据。经过分析风速和风机发电量关系，即风机实时功率曲线，判定风机能量转化效率，探索影响风力发电效率各项原因，如结冰、雾、雨水、温度、风速、风向等环境原因影响。3.6 报警和事件管理支持传统声光报警，语音文件报警，支持操作人员报警确定管理机制；报警含有轻易引发警觉声响输出，含有语音提醒功效；报警显示可由操作员抑制或消除；对过程变量超限数值应给出警告、危险二级报警。3.7 风玫瑰图组件依据用户输入开始时间和结束时间，统计这一时间段内风速，频率，功，风速立方情况，并依据数据在刻度盘上画扇形。反应某一地点，某一时间段内，风速、频次、风速立方和功率情况图形显示。3.8 风电设备管理经过系统设备管理信息统计，显示优化机组运行降低机组寿命损耗有利于降低设备更换费用、维持机组可靠性和发电产出。量化机组目前运行工况下寿命损耗率。评定运行工况改变对设备寿命影响。优化运行是降低延长设备寿命风险最好方法。监测温度、压力、负荷，并将实时信息转换成蠕变、疲惫损伤系数。用多种检测、测量、监视、分析和判定方法，结合设备历史和现实状况，考虑环境原因，对设备运行状态进行评定，判别其是否处于正常、异常和故障状态，并对状态进行显示和统计，对异常状态作出报警，方便立即处理，为设备故障分析提供数据和信息。3.9 用户权限管理系统提供了完备安全保护机制，以确保生产过程安全可靠，力控用户管理含有多个等级，并可依据等级限制对关键工艺参数修改，以有效避免生产过程中误操作；系统运行过程中，常会提出在远程对整个系统用户进行管理需求，而且要求能够随时增加和删除用户，对此信息平台软件提供了远程用户登陆和管理功效。