浅谈风电集中监控管理模式

浅谈风电集中监控管理模式

作者：刘明先

来源：《中国高新科技·上半月》2017年第03期

摘要：集中监控和数据信息处理技术可有效整合资源，推进协作，增强企业竞争力。文章对风电领域集中监控管理模式进行了说明，分析了集中监控管理的目标要求，探讨了集中监控及信息处理技术的应用。

关键词：风电；集中监控；信息技术

文章编号：2096-4137（2017）07-088-03 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2017.05.23

伴随着“互联网+”时代的到来，信息技术逐步成为影响并帮助企业实现自身业务流程优化和经营模式转变的主要因素。针对风电行业人员较少、管理半径大、设备品类繁多、各厂家设备的信息化、数字化水平参差不齐等特点，设备集中监控和生产信息处理技术开始逐渐应用到生产管理工作中，用以提高生产运营管理水平，其主要目的是通过有效整合风电机组设备、变电站设备、各在线监控系统及涉网系统的实时数据，实现所有台账、报表、记录、工单、巡检的信息化管理，并按照管理半径适度、调度关系顺畅、规模经济的原则，分区域建立集控中心，实现统一监控和运行，分片巡视、检修和维护，全面提升了生产运营管理的集约化、精细化、标准化、专业化、智能化水平。

1 集中监控管理模式说明

集中监控管理模式是用统一的信息化标准奠定一体化解决方案基础，是闭环、优化的业务流程实现高效生产管理的有效手段。其主要目的是通过构建生产业务信息管理的标准化体系，归纳、总结并统一生产业务流程，实现总公司、分公司、集控中心和风场各层面覆盖的、统一的生产管理系统建设；通过生产管理的流程化、标准化和专业化，提升企业生产效率和管理水平，降低生产成本，延长设备寿命，创造经济效益；通过建立经营管理指标体系和商业化运行分析，为企业运营的持续优化和健康发展提供有力保障，为打造成智慧、高效、友好型新能源公司提供有力支撑。具体为：

（1）基于生产管理的管理标准、工作标准和技术标准，构建生产业务信息管理标准化体系，解决生产管理无统一数据标准的问题，为信息化建设和未来的智慧新能源管理奠定基础。

（2）依据各级生产单位各项生产业务，分析业务间的关联关系，梳理各项生产业务流程。通过系统建设保障业务流程有效、规范的执行。

（3）通过建设技术监督管理模块，构建技术监督管理和监督技术的支撑平台。通过信息技术手段实现技术监督管理高效的执行，打造成技术交流和共享的平台、提供解决方案的百

科、有专家团队远程支持的综合生产技术管理平台，为各风电场设备管理提供多元化的技术支持。

（4）通过建设统一的生产管理信息系统，实现全公司设备数据的完整清晰的台账资料，解决现阶段各单位生产数据存储手段落后、标准不统一，缺少全公司生产数据统计分析手段等问题。

（5）建设检修维护管理模块，在公司范围内统一关键检修业务处理流程。将日常生产业务构建在一个以设备周期和缺陷故障为起因、工单管理为链条、工作票和作业指导书为执行过程管控工具、检修维护记录为结果反馈的设备检修维护管理大流程中，实现完整的闭环管理，将检修维护工作从传统的结果控制方式提升为过程控制，提升管理的精细化程度。

（6）通过建立专业分析和运营决策等高级应用，为管理层提供直观的指标和对标结果展示、统计分析、综合展现等功能，为管理层提供辅助决策的数据支撑。

（7）通过在线监测及故障预警模块，监控风机等设备实时数据，构建历史监控数据分析模型，实现设备的在线巡点检功能，较早发现设备劣化趋势，避免设备故障的发生。

2 集中监控管理的目标要求

（1）要把公司的管理理念及标准工作要求融入信息化管理工作。要建立知识库，实现知识共享。要增加数据选择录入的比例，减少手工录入工作量，提高数据准确性、可读性。要通过数据结构化和标准化，奠定数据后续统计分析基础。

（2）要梳理业务流程和数据流向，通过业务流程化来解决不同业务数据的天然关联，减少数据重复录入，管理形成闭环，提升工作效率。例如：监控系统告警数据形成缺陷来源，缺陷来源形成检修计划来源，检修计划形成工单，工单执行过程形成相关的备品备件出入库和设备维修记录。

（3）要以系统实用为导向，功能设置切实解决生产实际问题。关注功能应用细节，贴合生产实际，从简洁、直观、易掌握、少操作等方面入手，重视系统的易用性和易维护性，提升用户系统使用感受。

（4）要充分利用电力专业故障诊断模型（如油色谱分析、局放诊断等）和强大的计算机人工智能（如神经几回、遗传算法、故障树等），针对故障诊断、检修策略方面，提供专业辅助分析工具，提高设备检修的效率。

（5）要基于基础生产数据，将企业运营状况、绩效水平进行实时在线的量化分析评价，为领导决策层提供企业运营的实时监控和科学评价工具。

3 集中监控及信息处理技术应用

3.1 网络配置要求

要按照电网要求和电力二次防护要求，设计集控中心网络。集控中心侧，在安全一区部署SCADA监控服务器、实时数据库服务器和关系数据库服务器、数据处理服务器、数据展示服务器、报表服务器及智能安全、监控工作站等，实现安全一区的基本监视和控制功能；安全二区部署功率预测、保护信息终端，用来查看风场侧安全二区回传的数据；安全三区可部署镜像数据库服务器、磁盘阵列、综合服务器、移动应用和其他高级应用等服务器，实现安全三区的数据展示、移动应用、故障预警、效能分析等功能。风场侧，安全一区部署数据采集服务器、远动通讯管理装置，采集风力发电机组、升压站等设备的数据，风场侧安全二区部署数据采集服务器，采集功率预测、电能量计量等设备的数据，通过标准的数据接口，将采集的风电场设备信息通过纵向加密装置传到集控中心。

3.2 集中监控系统构成

风电场集中监控系统包括实时数据采集层、数据应用层两大模块。

（1）实时数据采集。实时数据采集系统设置在风电场就地，通过实时数据接口机对下属设备（如风机、升压站、箱变、电计量表计、振动监测系统、风功率预测系统、测风塔、AGC 系统和AVC系统）进行通讯，并且通过通用的接口协议（如OPC、MODBUS、104、102等）为集控中心提供数据。系统采集数据后通过内部的接口协议汇总到集控中心。同时，将集控中心的控制指令，通过接口协议发送到特定风电场。实时数据采集系统采用高效的数据块传输机制，数据块作为做小单元，可自定义采集频率，合理进行打包处理，以提高采集效率，采集数据频率可达到毫秒级，有良好的实时性、响应性、并发性和可扩展性。数据采集应系统提供数据缓存机制，当风电场现场与集控中心无法进行通讯时，将数据缓存在数据采集系统中，当通讯恢复时将缓存数据上传至集控中心，避免数据丢失。该层考虑的是与通讯有关的一系列的问题，如通讯效率、传输安全等。

（2）数据应用系统。当数据汇总到集控中心之后，通过不同的软件、硬件体系结构、系统软件和统一的网络通信程序和运行控制模式，实现集控中心对各风电场的集中监控功能及基础业务应用功能。

3.3 数据采集和传输

各风电场侧配置数据采集装置，采集风电场内不同风机厂家、不同综合自动化系统运行数据，包括采集风机、升压站监控系统信息、有功功率和无功电压控制、功率预测数据、保护及故障录波信息和电能量计量信息等，执行对风电场设备的控制指令，并完成不同协议类型数据的转换，为实时监测、数据展现、统计分析提供基础。数据采集接口应支持多种接口程序如Modbus、OPC、103规约、104规约等电力系统标准接口。

3.4 配置要求