風電場SCADA和運維云平臺

一、項目概況

風場監控系統布置于風場監控室內，由風機監控系統、風電場功率管理系統（能量管理系統）、第三方接口系統組成。其主要包括風機監控、數據采集、數據存儲、數據查詢、數據呈現、Web發布、風機管理、風場調度、安全審計等功能。

二、項目部署

風電場監控運維平臺軟件系統是風電場遠程控制系統的組成部分，風電場遠程控制系統由網絡通訊系統、風電場監控運維平臺系統組成。

風電場網絡通訊采用光纜傳輸，風機與風機之間的網絡拓撲結構采用可自愈式以太環網結構，風場級拓撲結構為多環結構。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控中心之間的連接均為單模光纜。風場通訊網絡環內采用100M光纖以太網絡。核心交換機與風場監控系統服務器的接口采用1000M以太網。

硬件系統包括數采服務器2臺、數據服務器2臺、應用服務器2臺（應用服務器通常與數采服務器合二為一）、發布機1臺、I/O機1臺，操作員站1臺、若干安全隔離設備。其中，數據服務器存放歷史數據，具體實施過程中，甲方可根據風場規模進行服務器配置，小規模風場可將數采服務器、數據服務器、應用服務器合而為一，對于大規模風場可部署多臺數采服務器、數據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采服務器程序、應用服務器程序、數據服務器程序、發布機程序、I/O機程序。

將該監控系統程序根據功能結構劃分為三層，采集層、服務層、前端網站，每部分均可根據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協議。

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

發布機包含了完整的網站服務、UI、網閘通訊、歷史數據記錄及查詢功能，將風機數據發布至公網，可遠程訪問查看該風場狀態。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、環線型、列表型、地圖行四種模式查看整個風場的運行狀態

2）風機監視：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、單個環線、單個風機、多個風機集中模式的控制操作

4）歷史數據：可查看時間段內風機運行的狀態曲線

五、總結

風電場監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、中標麒麟國產操作系統，采用B/S網絡架構，支持Chrome、Safari、Firefox、IE11瀏覽器，支持時鐘同步等功能；

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

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

該系統滿足為風功率預測、上級調度系統、業主自建監控中心、甲方數據中心、在線振動監測系統、視頻監控系統、自動消防系統、箱變監控系統、空氣密度儀、升壓站等第三方系統預留通訊數據接口，上傳風力發電機組相關信息并接收相關指令。