风电场SCADA和运维云平台

一、项目概况

风场监控系统布置于风场监控室内，由风机监控系统、风电场功率管理系统（能量管理系统）、第三方接口系统组成。其主要包括风机监控、数据采集、数据存储、数据查询、数据呈现、Web发布、风机管理、风场调度、安全审计等功能。

二、项目部署

风电场监控运维平台软件系统是风电场远程控制系统的组成部分，风电场远程控制系统由网络通讯系统、风电场监控运维平台系统组成。

风电场网络通讯采用光缆传输，风机与风机之间的网络拓扑结构采用可自愈式以太环网结构，风场级拓扑结构为多环结构。风机机舱与塔基之间的连接光缆为多模光缆。风机与风机之间及风机与监控中心之间的连接均为单模光缆。风场通讯网络环内采用100M光纤以太网络。核心交换机与风场监控系统服务器的接口采用1000M以太网。

硬件系统包括数采服务器2台、数据服务器2台、应用服务器2台（应用服务器通常与数采服务器合二为一）、发布机1台、I/O机1台，操作员站1台、若干安全隔离设备。其中，数据服务器存放历史数据，具体实施过程中，甲方可根据风场规模进行服务器配置，小规模风场可将数采服务器、数据服务器、应用服务器合而为一，对于大规模风场可部署多台数采服务器、数据服务器及应用服务器，软件采用模块化设计，可部署于同一台服务器也可分别部署。

三、软件设计说明

将软件分为三层， 软件部署主要包括风机数采服务器程序、应用服务器程序、数据服务器程序、发布机程序、I/O机程序。

将该监控系统程序根据功能结构划分为三层，采集层、服务层、前端网站，每部分均可根据服务器分布情况独立安装部署，程序之间均采用标准UDP或TCP协议。

I/O机主要完成协议转换及第三方接口通讯功能，主要通讯协议均部署在该服务器，在实际应用中，各技术协议是以应用的方式呈现的，可根据系统程序框架，自由添加协议，可对每个协议进程进行添加、关闭和配置。按照程序开发架构方式，各通讯协议均可部署至任何一台服务器。

发布机包含了完整的网站服务、UI、网闸通讯、历史数据记录及查询功能，将风机数据发布至公网，可远程访问查看该风场状态。软件的设计框架如图2所示：

四、软件功能介绍

1）风场概览:可以通过矩阵型、环线型、列表型、地图行四种模式查看整个风场的运行状态

2）风机监视：可以查看单个风机运行的详细信息，并可对风机进行控制操作

3）风机控制：可以进行整个风场、单个环线、单个风机、多个风机集中模式的控制操作

4）历史数据：可查看时间段内风机运行的状态曲线

五、总结

风电场监控运维平台按照灵活的部署设计，可部署于Windows Sever 2016、Linux（CentOS 7）、Unix、中标麒麟国产操作系统，采用B/S网络架构，支持Chrome、Safari、Firefox、IE11浏览器，支持时钟同步等功能；

该系统满足监控风机数量不低于300台，且适用于不同机组混装、不同组件混装，可在一套监控软件上实现不低于300机组的监控，但允许服务器软件实现分布式布置，可配置多套单台服务器，同时单台可监控机组数量可达到100台（单台监控机组数量可根据具体项目进行数量调整），数据采集、显示刷新频率不高于1秒；

该系统模拟量数据存储采用秒级及分钟级存储，其中，故障前后5分钟内的秒级数据要求长久保存，其余秒级存储数据要求在数据库中保留3个月，以便数据分析使用；布尔量数据采用逢变则存的方式。秒级存储数据查询及报表根最小颗粒度为1秒，可根据不同时间步长查询显示模拟量数据；分钟级存储的数据查询及报表最小颗粒度为1分钟，可根据不同时间不长查询显示模拟量数据；布尔量独立查询，不与模拟量一起混合查询；

该系统满足为风功率预测、上级调度系统、业主自建监控中心、甲方数据中心、在线振动监测系统、视频监控系统、自动消防系统、箱变监控系统、空气密度仪、升压站等第三方系统预留通讯数据接口，上传风力发电机组相关信息并接收相关指令。