活動(dòng)鏈接：2013年控制網(wǎng)行業(yè)專(zhuān)題---發(fā)展新能源更要做好能源管理

   作者：研華（中國）有限公司 電力行業(yè)經(jīng)理 韋志平

   當今，全球能源供應緊張，環(huán)境問(wèn)題日益突出，綠色新能源異軍突起。風(fēng)能作為可再生的清潔能源，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電對于調整能源結構，節能減排，減少環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境等方面都有十分重要的現實(shí)意義。

  1. 風(fēng)電生產(chǎn)信息管理系統應用的背景

   在煤炭、石油等常規能源逐漸枯竭的背景下，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到國家的大力扶持，在近幾年獲得了巨大的發(fā)展?？v觀(guān)各處的風(fēng)電場(chǎng)，通常有以下幾個(gè)行業(yè)特點(diǎn)：

A大部分都處在不僅地廣人稀而且環(huán)境還很惡劣的地方
B發(fā)電系統相對簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高
C風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電機組一般是一個(gè)（或少數）廠(chǎng)家制造，因此同型設備很多，規范相同并且備件相互替代
D風(fēng)電場(chǎng)現場(chǎng)運維人員少，生產(chǎn)運營(yíng)處于集約化
E單組風(fēng)力發(fā)電機組安裝周期短，能快速并網(wǎng)發(fā)且風(fēng)力發(fā)電公司、風(fēng)電場(chǎng)基建整體跨度時(shí)間長(cháng)電，因此基建、生產(chǎn)長(cháng)期并存
F風(fēng)力發(fā)電集團一般下轄多處風(fēng)力發(fā)電公司和風(fēng)力發(fā)電分場(chǎng)，管理模式為多級管理體系，集團化運營(yíng)

  鑒于風(fēng)力資源本身特點(diǎn)，以及上述行業(yè)特點(diǎn)，如何有效地對風(fēng)力發(fā)電機進(jìn)行監控，以確保風(fēng)電場(chǎng)安全、可靠、經(jīng)濟地運行至關(guān)重要。

  2. 研華及時(shí)推出基于web的風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)信息管理系統(WPMS)

  研華是一家全球領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò )平臺服務(wù)供應商。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò )平臺服務(wù)市場(chǎng)中積累了豐富的經(jīng)驗，并為全球用戶(hù)提供全面的系統整合硬件、軟件、客戶(hù)服務(wù)、全球后勤支持和電子商務(wù)基礎設施等解決方案。

  風(fēng)電企業(yè)在現有高速膨脹的發(fā)展期，需要即保證企業(yè)的快速擴張，又要保證企業(yè)的可持續經(jīng)營(yíng)發(fā)展。將傳統的生產(chǎn)型管理轉變?yōu)槭袌?chǎng)化、專(zhuān)業(yè)化管理，保證發(fā)電運行的安全性和高效性、降低成本、提高發(fā)電小時(shí)數、增強企業(yè)效益，為企業(yè)以后的發(fā)電并網(wǎng)提高上網(wǎng)競爭力。研華及時(shí)推出WPMS：

   WPMS(即Wind Power Management System)，是由研華(中國)有限公司研制的專(zhuān)門(mén)針對風(fēng)場(chǎng)的生產(chǎn)管理系統，是基于研華WebAccess并且跟研華WebAccess融為一體的集風(fēng)電廠(chǎng)監控，數據采集和風(fēng)場(chǎng)管理的信息系統，該系統基于面向對象開(kāi)發(fā)，遵循IEC61850、IEC61400-25等國際標準，通過(guò)Microsoft Asp.net語(yǔ)言實(shí)現，采用Microsoft SQL Server或 Oracle數據庫存儲各類(lèi)數據，集成風(fēng)機遠程控制、綜合數據查詢(xún)、風(fēng)機故障分析等功能，支持電力系統多種類(lèi)型通訊規約，模塊化系統設計，具有良好的可擴展性。

  3. WPMS系統架構與實(shí)際應用

   WPMS將風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機控制系統、升壓站監控系統、視頻監控數據通過(guò)統一的數據訪(fǎng)問(wèn)接口，實(shí)時(shí)上傳到公司/集團總部，建立風(fēng)電集團中心數據庫，實(shí)現對風(fēng)電場(chǎng)遠程監控。通過(guò)企業(yè)內網(wǎng)門(mén)戶(hù)統一登錄，為風(fēng)電集團內的所有關(guān)聯(lián)部門(mén)、員工、角色提供統一、協(xié)同的工作平臺。

  3.1 WPMS(SCADA部分)

  WPMS采用研華獨立開(kāi)發(fā)的完全基于Web的自動(dòng)化組態(tài)軟件WebAccess，采用多線(xiàn)程的程序設計，完成數據的采集、數據存儲和處理、配置維護、狀態(tài)監視等功能，可同時(shí)完成對多個(gè)主站系統的通訊以及對多個(gè)風(fēng)機監控系統的采集任務(wù)，并且可在短時(shí)間內將采集的數據集中，數據均帶時(shí)標存儲，從而保證數據的實(shí)時(shí)性、準確性、完整性?？梢允褂肙PC服務(wù)器接口訪(fǎng)問(wèn)不同風(fēng)機廠(chǎng)家的風(fēng)機監控系統，以獲取風(fēng)機信息。OPC規范已被大多數廠(chǎng)商接受，不同廠(chǎng)商只要遵循OPC技術(shù)標準就可以實(shí)現軟硬件的互操作性，目前絕大多數的風(fēng)機監控系統均支持通過(guò)OPC服務(wù)器接口訪(fǎng)問(wèn)風(fēng)機數據。因此使用OPC服務(wù)器接口可以屏蔽不同廠(chǎng)家監控技術(shù)的差異，解決了風(fēng)電場(chǎng)種類(lèi)繁多的風(fēng)機信息的獲取問(wèn)題。

  3.2 WPMS主要功能

   風(fēng)機的實(shí)時(shí)數據采集顯示分析存儲：如狀態(tài)、功率、風(fēng)速、電壓、電流、溫度和報警 
  風(fēng)機歷史數據的長(cháng)期存儲，可查詢(xún)指定歷史日期的機組運行信息
  對一個(gè)或一組風(fēng)機、氣象儀表和變電站的遠程控制和監測，如開(kāi)機停機偏航復位等操作
  綜合報告生成模塊：文本和圖表形式的發(fā)電廠(chǎng)性能報告，生產(chǎn)率報告，可利用率計算
  100%Web標準下的基于用戶(hù)的圖形用戶(hù)界面
  可定制友好的訪(fǎng)問(wèn)界面
  可定制的訪(fǎng)問(wèn)頁(yè)面的安全登錄
  風(fēng)場(chǎng)級別的產(chǎn)能控制
  可定制友好的訪(fǎng)問(wèn)界面
 靈活的報告導出打印方案，方便客戶(hù)保存自己所需數據
 為客戶(hù)提供高級數據庫接口
  風(fēng)機數據信號可通過(guò)標準OPC接口導入到客戶(hù)的集成監控系統之中
 良好的解決方案可維護性和可升級性
  通過(guò)E-mail或SMS進(jìn)行報警通知
  數據庫存儲時(shí)間間隔自由設定
  冗余設計，保證各類(lèi)數據100%完整性
  集成視頻監控系統和安防系統
  集成風(fēng)機振動(dòng)在線(xiàn)監測系統
  通過(guò)網(wǎng)絡(luò )或專(zhuān)線(xiàn)通道對其進(jìn)行在線(xiàn)的遠程維護及升級
 支持各種手機和平板電腦等移動(dòng)設備，及時(shí)精準了解生產(chǎn)實(shí)時(shí)情況數據，為決策者提供最可靠的決策依據
  報警信息和事件記錄的實(shí)時(shí)表現及在線(xiàn)確認
 免費的客戶(hù)端授權
 多疊式網(wǎng)絡(luò )安全體系
 分布式結構體系
 通過(guò)WebAccess提供的Web服務(wù)及域名解析，端口映射等功能允許用戶(hù)遠程對系統進(jìn)行維護和更新
 通過(guò)WebAccess提供的基于矢量格式的Web畫(huà)面具有自適應縮放功能，支持各種分辨率顯示

  3.2 WPMS成功應用

  WPMS已經(jīng)成功部署實(shí)施在某風(fēng)電企業(yè)監控中心，通過(guò)集群風(fēng)電生產(chǎn)管理系統為多風(fēng)場(chǎng)業(yè)主提供訪(fǎng)問(wèn)權限與控制權限。系統主要分為實(shí)時(shí)監控與歷史數據管理兩部分功能，實(shí)時(shí)監測能夠動(dòng)態(tài)刷新數據并及時(shí)顯示給用戶(hù)，并且提供了友好的界面遠程控制風(fēng)電機設備。歷史數據管理部分主要體現在報表管理，可以根據用戶(hù)的不同需求提供不同類(lèi)型、功能豐富、美觀(guān)的報表?？紤]到便捷辦公，本系統推出WPMS for mobile功能，管理層等有權限的用戶(hù)可以隨時(shí)通過(guò)移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)該系統。
 
             
                           圖1 研華風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)信息管理系統整體解決方案
  
              
                         圖2 研華風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)信息管理系統部分界面
  
               
                           圖3 WPMS for mobile

  4. 結論

  WPMS基于一個(gè)先進(jìn)的、可靠的SCADA(Advantech WebAccess)平臺，可輕松實(shí)現不同異構的風(fēng)機，變電站和外部氣象站等其它監控系統的數據交換，在現場(chǎng)發(fā)生故障時(shí)，有效降低反應時(shí)間，從而降低運行成本。通過(guò)一個(gè)中央服務(wù)器來(lái)控制整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)數據的連續采集、存儲和智能處理，可以使您在世界上的任何一個(gè)地方優(yōu)化風(fēng)機生產(chǎn)狀況，監測性能，并生成詳細的定制報告。研華風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)信息管理系統在風(fēng)場(chǎng)中的應用，重點(diǎn)在于如何全面幫助風(fēng)電企業(yè)實(shí)現專(zhuān)業(yè)化管理，安全和高效性運行、降低成本、增強企業(yè)效益，保障電網(wǎng)安全穩定運行。