1 概述
為了使風電集團能夠直觀、動態(tài)、綜合地掌握下屬各風電場生產(chǎn)一線的情況，杜絕風電機組運行和生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)的錯報、遲報、漏報，同時便于進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析以及提供技術支持，建設一套風電場生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、儲存、分析、展現(xiàn)系統(tǒng)，以便風電集團能及時獲取風電場生產(chǎn)及風電機組運行狀態(tài)的信息，為集中監(jiān)測、故障分析、技術支持、經(jīng)營決策等提供及時、準確的數(shù)據(jù)基礎。
2 系統(tǒng)整體拓撲結構介紹
2.1 調度中心系統(tǒng)平臺
調度中心信息化平臺由實時服務器、歷史服務器、關系數(shù)據(jù)庫服務器、報警服務器、GIS地理信息系統(tǒng)服務器、WEB服務器以及各種輔助系統(tǒng)組成。
1) 實時服務器
實時數(shù)據(jù)服務器主要為系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)管理支撐，主要負責處理、存儲、管理電站采集傳送來的實時數(shù)據(jù)，并為網(wǎng)絡中的其它服務器和工作站提供實時數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)存放在實時數(shù)據(jù)庫中，實時數(shù)據(jù)服務器中運行通信管理軟件，完成與分布式光伏電站通信連接、協(xié)議轉換、網(wǎng)絡管理等任務。
實時數(shù)據(jù)庫服務器軟件平臺采取冗余架構，兩臺服務器互為熱備，通過實時心跳檢測監(jiān)控服務器的運行狀態(tài)，一旦主機發(fā)生問題從機可在最短時間內切換。
2) 歷史服務器
歷史數(shù)據(jù)服務器主要完成歷史數(shù)據(jù)的存儲、管理，并為網(wǎng)絡中的其它服務器和工作站提供數(shù)據(jù)服務。能自動恢復通信中斷期間的數(shù)據(jù)。
3) WEB服務器
Web服務器是實時監(jiān)控系統(tǒng)與管理應用系統(tǒng)之間的銜接服務器。實時監(jiān)控系統(tǒng)將有關信息寫入Web服務器，并對其實時更新。Web服務器在管理信息網(wǎng)絡中以網(wǎng)站的形式出現(xiàn)，它既為管理系統(tǒng)提供生產(chǎn)信息，又避免了與生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)等無直接關系的計算機直接訪問實時監(jiān)控系統(tǒng)服務器。
4) 操作員工作站
操作員工作站是調度、操作人員與控制中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)的人機界面（HMI），它在控制中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)中作為客戶機，操作員通過它可詳細了解電站的運行狀況并下達命令。
5) 工程師工作站
工程師工作站是系統(tǒng)工程師的操作平臺。工程師可通過它們對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫等進行維護和管理；同時還可以對系統(tǒng)進行二次開發(fā)，實現(xiàn)其所允許的功能。
決策分析服務器
決策分析服務器是管控一體化信息平臺的重要組成部分，此次在方案設計中將決策分析服務器單獨設置，可以更為直觀的反應集團各風電場的動態(tài)實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)用戶需求集成多種運算統(tǒng)計功能，并且可插入曲線、棒圖、餅圖種多種數(shù)據(jù)展現(xiàn)形式。
對SCADA數(shù)據(jù)、關口電量數(shù)據(jù)、升壓站數(shù)據(jù)、測風塔數(shù)據(jù)進行集成，并提供數(shù)據(jù)和應用整合，通過對動態(tài)數(shù)據(jù)的積累（維修數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、備件采購供應等數(shù)據(jù)）；積累企業(yè)特有的維修技術、經(jīng)驗和知識。積累維修經(jīng)驗并形成企業(yè)知識庫，供后續(xù)的人員培訓與學習，對風電場設備和生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)按照年、月、日設備運行報表對比分析、故障分析、設備利用率分析，對標分析。
2.2 風場SCADA系統(tǒng)建設
各風場部署通訊服務器采集各風場SCADA系統(tǒng)各電氣參數(shù)，以及其他設備運行參數(shù)，輔助系統(tǒng)（如氣象系統(tǒng)）等的信息，上傳至調度中心服務器。
各風場站控級SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)風場各電氣量，及風機設備運行參數(shù)的監(jiān)控。SCADA 軟件通過標準協(xié)議直接與風機 PLC 進行通訊。SCADA軟件與風機的通訊變量滿足軟件功能，并根據(jù)甲方主控系統(tǒng)特點進行設計，包括變量的地址、數(shù)據(jù)類型、單位等。SCADA 軟件將從風機 PLC 讀取記錄文件并分類存儲在監(jiān)控電腦上。
風場SCADA系統(tǒng)可采用冗余服務器，負責匯總風機，變電站等的數(shù)據(jù)，通過風電場SCADA系統(tǒng)可以了解設備的工藝控制，如變電站和風機的工藝流程，及主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過監(jiān)管畫面，客戶和管理者還可以看到風電場的氣象狀況，如平均風速、氣溫，生產(chǎn)情況如總發(fā)電功率，設備情況如運行機組數(shù)量，備用機組數(shù)量，故障機組數(shù)量等。還可以深入監(jiān)視每一個風輪的實時風速、發(fā)電功率、設備狀況（運行、備用、故障）等，以及變電升壓站的各項電氣數(shù)據(jù)，如母線電壓、電流、功率因數(shù)等。
3 系統(tǒng)功能
湖南良源自動化（該公司致力于自動化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)開發(fā)、DCS系統(tǒng)開發(fā)、PLC系統(tǒng)開發(fā)、低壓配電柜成套、變頻柜軟起柜等傳動系統(tǒng)開發(fā)，具體信息詳見www.huly0801.com）的工程師們多年來一直致力于該系統(tǒng)的開發(fā)與應用，如下只是典型的案例，具體項目會根據(jù)實際情況采取相應的解決方案。
3.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集
每個風電場的數(shù)據(jù)采集部分可以分為風機、電控、變電站、測風塔部分。遠程控制系統(tǒng)的主機通過通訊系網(wǎng)關將各類風電機的運行狀態(tài)，運行數(shù)據(jù)，報警代碼等內容采集并匯總到遠程控制系統(tǒng)中，通過遠程控制系統(tǒng)的軟件處理，將風電機運行狀態(tài)，運行數(shù)據(jù)，報警代碼等內容在同一個畫面顯示。
3.2 基于地理背景的監(jiān)視圖
可以直觀地顯示風電公司下屬的所有風電場、各風場設備設施（如風機、測風塔、變電廠等）的地理分布示意圖，用戶可以在地理圖上直接顯示各風電場的主要運行數(shù)據(jù)，可以通過選擇特定風電場節(jié)點對該風電場的主要數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，并可以作為導航節(jié)點直接進入指定風電場進行更進一步的操作。
3.3 數(shù)據(jù)存儲和查詢
歷史數(shù)據(jù)庫采用獨特的壓縮技術和二次過濾技術，使進入到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)經(jīng)過了最有效的壓縮，極大地節(jié)省了硬盤空間。選擇變化保存并加上二次過濾條件，每秒1萬點數(shù)據(jù)存儲一年，僅需要6G的空間，即一只普通硬盤也可存貯五到十年的數(shù)據(jù)。
3.4 控制功能
風電場綜合管理信息系統(tǒng)可以遠程監(jiān)控現(xiàn)場，如值班人員在現(xiàn)場控制風電機的狀態(tài)。遠程控制系統(tǒng)根據(jù)預設的參數(shù)，將不同編號風電機的控制指令送到不同風電場中控室不同的主機上，再通過不同風電機系統(tǒng)的主機將控制信號送到所控制的風電機中。
3.5 決策與分析
可以搭建數(shù)據(jù)總結分析和輔助決策工具平臺，可以進行歷史趨勢分析，如年月、日各氣象趨勢和發(fā)電量曲線，設備質量和運行壽命，如單機生產(chǎn)和配套廠家、檢修后運行時間、設備可利用率等的統(tǒng)計。從而為與生產(chǎn)指標相關的各項計劃、采購、檢修等活動提供和費用控制提供統(tǒng)計依據(jù)。通過分析風速與風機發(fā)電量的關系，即風機實時功率曲線，判斷風機的能量轉化效率，探索影響風力發(fā)電效率的各項因素，如結冰、霧、雨水、溫度、風速、風向等環(huán)境因素的影響。
3.6 報警與事件管理
支持傳統(tǒng)的聲光報警，語音文件報警，支持操作人員報警確認管理機制；
報警具有容易引起警覺的聲響輸出，具有語音提示功能；報警顯示可由操作員抑制或消除；對過程變量超限數(shù)值應給出警告、危險二級報警。
3.7風電設備管理
通過系統(tǒng)設備管理信息統(tǒng)計，顯示優(yōu)化機組運行降低機組壽命損耗有助于減少設備更換費用、維持機組可靠性和發(fā)電產(chǎn)出。量化機組當前運行工況下的壽命損耗率。評估運行工況變化對設備壽命的影響。優(yōu)化運行是降低延長設備壽命風險的最佳方法。監(jiān)測溫度、壓力、負荷，并將實時信息轉換成蠕變、疲勞損傷系數(shù)。
3.8 用戶權限管理
系統(tǒng)提供了完備的安全保護機制，以保證生產(chǎn)過程的安全可靠， 的用戶管理具備多個級別，并可根據(jù)級別限制對重要工藝參數(shù)的修改，以有效避免生產(chǎn)過程中的誤操作；系統(tǒng)運行過程中，常會提出在遠程對整個系統(tǒng)的用戶進行管理的需求，并且要求可以隨時增加和刪除用戶，對此信息平臺軟件提供了遠程用戶登陸和管理功能。
