风电场远程集中监控的建设

风电场远程集中监控的建设

发表时间：2018-08-06T16:53:18.813Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：高刚王涛

[导读] 摘要：风电场群远程集中监控系统是将大量分散于各地的风力发电场进行集中的远程控制与管理，系统的实施可以实现风电场“少人值守，无人值班”的运行模式，减少风电场的运行管理费用。

（华电国际宁夏新能源发电有限公司宁夏回族自治区银川市 751000）

摘要：风电场群远程集中监控系统是将大量分散于各地的风力发电场进行集中的远程控制与管理，系统的实施可以实现风电场“少人值守，无人值班”的运行模式，减少风电场的运行管理费用。监控系统通过对接入风场重点区域的视频监控，风机运行监控，变电站的运行监控等方式对分电厂实现全面的远程监控管理。

引言

风能作为一种清洁的可再生能源，日益引起实结各国的注意，风力发电技术已基本趋于成熟。远程控制系统通过安全可靠的风电场通信与信号系统，具有对所监控的风电机组群实施远程运行优化与控制功能，能够实现自动调节风机处理和对无功及电压的调节，保证大规模风电机组群并网后的电能质量，以及电网的稳定、安全和经济运行，为确保高效推进大规模风电机组群并网、电网实行“统一调度，分级管理”，推动风电等新能源安全可靠并网、持续健康发展提供了有效的技术保障。

1 系统需求分析

1.1总体需求

华电国际宁夏新能源发电有限公司通过在银川构建集控中心，实现对公司所属风场的远程集中监控。监控内容包括对各风电场所有风电机组、升压站、气象站、箱变系统的监控与控制，对监控室等重要设备及区域的视频监控，并进一步实现各个风电场的AGC和A VC控制，保证大规模风电机组群并网后的电能质量，以及电网的稳定、安全和经济运行，实现风电设备故障远程专家在线诊断，提高风电设备可用率和运行维护管理水平。

1.2集控系统

通过数据采集程序，将各风电场的风电机组监控数据、升压站远动系统四要数据、电计量数据、升压站保护信号数据、故障录波数据、气象数据实时采集至集控中心。同时，以SCADA软件、采集数据为基础，构建实时监控系统，包括基础信息维护、监控画面、控制与调节、告警、时间顺序记录、事故追忆、预测与规划、历史数据管理、报表、计算和统计、系统权限控制等模块。

1.3 风电场视频监控

通过构建统一的视频监控系统，实现对风电场重要地点实时监控。视频监控数据在各风电场进行存储，通过专线网络传输到银川集控中心进行展示，并可以按照需求，在集控侧对视频监测数据进行存储。

2 系统总体架构

风电场群集中监控系统以工业实时历史数据库、SCADA系统平台为基础，遵循集约化、流程化、规范化、标注化的理念进行设计。通过系统实现采集综自设备、电能量远方终端、风电综合通信管理终端、视频监控设备等提供的信息，完成对接入风电场升压站监控、风机监控、风机箱变、电能计量、状态监测、视频监控等监控应用功能。系统总体结构如图所示。

2.2 系统硬件及网络结构

华电国际宁夏新能源发电有限公司远程集中监控系统关键部分按照冗余方式进行建设，系统故障时自动切换。硬件平台包括应用主机与网络平台的选型与集成，整个平台设计具有以下特点:

稳定性：采用硬件整机冗余、电源等重要部件冗余，采用高性能、高可靠性的设备，确保整个平台的稳定性，减少甚至消除单点故障，为了避免市电临时断电对系统造成影响，配置一套UPS不间断电源系统。

可扩展性：采用模块化的网络设备及高性能可扩展服务器，确保整个平台的可扩展性，方面后期系统的升级及扩张。

安全行：整个网络采用双星性结构、专线接入，保证平台的安全性。

适用性：根据监控系统的实际需求，选择性价比高的设备，确保平台使用，提高投资回报率。

先进性：平台选用的设备大多采用先进的技术。

2.3 远程视频监控系统

视频监控系统作为风电场群远程监控系统的重要部分，必须保证系统的稳定性、安全性、高效性、先进性和可扩展性。保证视频监控视频源传输的及时、安全。视频录像历史存储为1个月，保证稳定性并兼顾经济性。

3系统设计

3.1系统主界面

系统主页面包括系统名称、系统菜单、接入的风电场地理分布图。

系统菜单包括风机监控系统、远动系统、告警系统、报表系统、系统管理五部分菜单按钮。

风场地理分布图为系统主界面的一部分，形象的展示集控中心所属风电场的地理分布情况和各风场总体运行情况。

3.2风机监控

风场风机立体分布图。风场立体图使用三维形式，显示风场风机分布、分组及各风机的运行情况。风机主要参数包括风机编号、分组、风机状态、风速、功率。

风场风机平面分组分布图。风场平面分组图左边树状菜单形式显示风场的风机分组情况，右边一列表平面图的形式显示具体每组风机，每台风机平面图中显示风机的平面模型及风机主要参数。

风机详细监控画面。风机监控画面分为实时数据与历史记录两个标签页，实时数据界面按类别显示单台风机的所有重要参数的实时值，并刻意根据需要显示部分参数的实时曲线图。历史记录画面中包括10min记录，历史故障与报警灯数据。

3.3功率曲线。

风机出厂都具有一条额定功率曲线，系统每小时或每天实时计算功率与风速的对应关系，以曲线的形式放在额定功率图中进行对比。

3.4升压站监控主接线图。

主接线图升压站主变高低压侧线路图，主接线图实时显示主变高低压侧线路的遥测、遥信等四遥数据，并且对线路上的断路器等重要设备进行控制。

3.5实时历史曲线。

实时历史曲线模块可以实时显示各风场升压站监控中遥测的值，形成实时曲线，也可以进行历史查询显示各遥测量的历史曲线。

3.4报表系统

集控运行报表为固定时间区间、数据格式、统计样本的报表，包括华电国际宁夏新能源发电有限公司风电机组生产情况日报表，生产指标周报、月报、年报，个接入风场的电度表读数、电量、发电数据统计等报表。

3.5 故障报警

实时报警。实时报警包括风机监控和升压站监控的所有报警信息，实时报警模块能实时显示各种报警信息，运行值班员可以根据报警信息了解风场运行情况，根据故障报警信息安排相应的检修等工作。

4 结束

综上所述，随着风力发电的发至及集中监控系统的应用，风电场群集中监控系统设计及功能一定会越来越成熟，成为推动风电等新能源安全可靠并网、持续监控发至有效的技术保障，最终实现风电场“少人值守，无人值班”的运营新模式。参考文献：

［1］孙杨，冉香坤，钟声．大型风电场的计算机远程监控系统.

［2］葛俊，童陆园，耿俊成，等．配电系统多媒体网络RTU 的设计和实现.