活動鏈接：2013年控制網(wǎng)行業(yè)專題---發(fā)展新能源更要做好能源管理

   作者：研華（中國）有限公司 電力行業(yè)經(jīng)理 韋志平

   當今，全球能源供應緊張，環(huán)境問題日益突出，綠色新能源異軍突起。風能作為可再生的清潔能源，發(fā)展風力發(fā)電對于調(diào)整能源結構，節(jié)能減排，減少環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境等方面都有十分重要的現(xiàn)實意義。

  1. 風電生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)應用的背景

   在煤炭、石油等常規(guī)能源逐漸枯竭的背景下，風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到國家的大力扶持，在近幾年獲得了巨大的發(fā)展。縱觀各處的風電場，通常有以下幾個行業(yè)特點：

A大部分都處在不僅地廣人稀而且環(huán)境還很惡劣的地方
B發(fā)電系統(tǒng)相對簡單，自動化程度高
C風電場發(fā)電機組一般是一個（或少數(shù)）廠家制造，因此同型設備很多，規(guī)范相同并且備件相互替代
D風電場現(xiàn)場運維人員少，生產(chǎn)運營處于集約化
E單組風力發(fā)電機組安裝周期短，能快速并網(wǎng)發(fā)且風力發(fā)電公司、風電場基建整體跨度時間長電，因此基建、生產(chǎn)長期并存
F風力發(fā)電集團一般下轄多處風力發(fā)電公司和風力發(fā)電分場，管理模式為多級管理體系，集團化運營

  鑒于風力資源本身特點，以及上述行業(yè)特點，如何有效地對風力發(fā)電機進行監(jiān)控，以確保風電場安全、可靠、經(jīng)濟地運行至關重要。

  2. 研華及時推出基于web的風電場生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)(WPMS)

  研華是一家全球領先的網(wǎng)絡平臺服務供應商。經(jīng)過20多年的發(fā)展，已經(jīng)在網(wǎng)絡平臺服務市場中積累了豐富的經(jīng)驗，并為全球用戶提供全面的系統(tǒng)整合硬件、軟件、客戶服務、全球后勤支持和電子商務基礎設施等解決方案。

  風電企業(yè)在現(xiàn)有高速膨脹的發(fā)展期，需要即保證企業(yè)的快速擴張，又要保證企業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營發(fā)展。將傳統(tǒng)的生產(chǎn)型管理轉變?yōu)槭袌龌I(yè)化管理，保證發(fā)電運行的安全性和高效性、降低成本、提高發(fā)電小時數(shù)、增強企業(yè)效益，為企業(yè)以后的發(fā)電并網(wǎng)提高上網(wǎng)競爭力。研華及時推出WPMS：

   WPMS(即Wind Power Management System)，是由研華(中國)有限公司研制的專門針對風場的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，是基于研華WebAccess并且跟研華WebAccess融為一體的集風電廠監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集和風場管理的信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于面向對象開發(fā)，遵循IEC61850、IEC61400-25等國際標準，通過Microsoft Asp.net語言實現(xiàn)，采用Microsoft SQL Server或 Oracle數(shù)據(jù)庫存儲各類數(shù)據(jù)，集成風機遠程控制、綜合數(shù)據(jù)查詢、風機故障分析等功能，支持電力系統(tǒng)多種類型通訊規(guī)約，模塊化系統(tǒng)設計，具有良好的可擴展性。

  3. WPMS系統(tǒng)架構與實際應用

   WPMS將風電場的風機控制系統(tǒng)、升壓站監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，實時上傳到公司/集團總部，建立風電集團中心數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對風電場遠程監(jiān)控。通過企業(yè)內(nèi)網(wǎng)門戶統(tǒng)一登錄，為風電集團內(nèi)的所有關聯(lián)部門、員工、角色提供統(tǒng)一、協(xié)同的工作平臺。

  3.1 WPMS(SCADA部分)

  WPMS采用研華獨立開發(fā)的完全基于Web的自動化組態(tài)軟件WebAccess，采用多線程的程序設計，完成數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)存儲和處理、配置維護、狀態(tài)監(jiān)視等功能，可同時完成對多個主站系統(tǒng)的通訊以及對多個風機監(jiān)控系統(tǒng)的采集任務，并且可在短時間內(nèi)將采集的數(shù)據(jù)集中，數(shù)據(jù)均帶時標存儲，從而保證數(shù)據(jù)的實時性、準確性、完整性。可以使用OPC服務器接口訪問不同風機廠家的風機監(jiān)控系統(tǒng)，以獲取風機信息。OPC規(guī)范已被大多數(shù)廠商接受，不同廠商只要遵循OPC技術標準就可以實現(xiàn)軟硬件的互操作性，目前絕大多數(shù)的風機監(jiān)控系統(tǒng)均支持通過OPC服務器接口訪問風機數(shù)據(jù)。因此使用OPC服務器接口可以屏蔽不同廠家監(jiān)控技術的差異，解決了風電場種類繁多的風機信息的獲取問題。

  3.2 WPMS主要功能

   風機的實時數(shù)據(jù)采集顯示分析存儲：如狀態(tài)、功率、風速、電壓、電流、溫度和報警 
  風機歷史數(shù)據(jù)的長期存儲，可查詢指定歷史日期的機組運行信息
  對一個或一組風機、氣象儀表和變電站的遠程控制和監(jiān)測，如開機停機偏航復位等操作
  綜合報告生成模塊：文本和圖表形式的發(fā)電廠性能報告，生產(chǎn)率報告，可利用率計算
  100%Web標準下的基于用戶的圖形用戶界面
  可定制友好的訪問界面
  可定制的訪問頁面的安全登錄
  風場級別的產(chǎn)能控制
  可定制友好的訪問界面
 靈活的報告導出打印方案，方便客戶保存自己所需數(shù)據(jù)
 為客戶提供高級數(shù)據(jù)庫接口
  風機數(shù)據(jù)信號可通過標準OPC接口導入到客戶的集成監(jiān)控系統(tǒng)之中
 良好的解決方案可維護性和可升級性
  通過E-mail或SMS進行報警通知
  數(shù)據(jù)庫存儲時間間隔自由設定
  冗余設計，保證各類數(shù)據(jù)100%完整性
  集成視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安防系統(tǒng)
  集成風機振動在線監(jiān)測系統(tǒng)
  通過網(wǎng)絡或專線通道對其進行在線的遠程維護及升級
 支持各種手機和平板電腦等移動設備，及時精準了解生產(chǎn)實時情況數(shù)據(jù)，為決策者提供最可靠的決策依據(jù)
  報警信息和事件記錄的實時表現(xiàn)及在線確認
 免費的客戶端授權
 多疊式網(wǎng)絡安全體系
 分布式結構體系
 通過WebAccess提供的Web服務及域名解析，端口映射等功能允許用戶遠程對系統(tǒng)進行維護和更新
 通過WebAccess提供的基于矢量格式的Web畫面具有自適應縮放功能，支持各種分辨率顯示

  3.2 WPMS成功應用

  WPMS已經(jīng)成功部署實施在某風電企業(yè)監(jiān)控中心，通過集群風電生產(chǎn)管理系統(tǒng)為多風場業(yè)主提供訪問權限與控制權限。系統(tǒng)主要分為實時監(jiān)控與歷史數(shù)據(jù)管理兩部分功能，實時監(jiān)測能夠動態(tài)刷新數(shù)據(jù)并及時顯示給用戶，并且提供了友好的界面遠程控制風電機設備。歷史數(shù)據(jù)管理部分主要體現(xiàn)在報表管理，可以根據(jù)用戶的不同需求提供不同類型、功能豐富、美觀的報表。考慮到便捷辦公，本系統(tǒng)推出WPMS for mobile功能，管理層等有權限的用戶可以隨時通過移動設備訪問該系統(tǒng)。
 
             
                           圖1 研華風電場生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)整體解決方案
  
              
                         圖2 研華風電場生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)部分界面
  
               
                           圖3 WPMS for mobile

  4. 結論

  WPMS基于一個先進的、可靠的SCADA(Advantech WebAccess)平臺，可輕松實現(xiàn)不同異構的風機，變電站和外部氣象站等其它監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，在現(xiàn)場發(fā)生故障時，有效降低反應時間，從而降低運行成本。通過一個中央服務器來控制整個風電場數(shù)據(jù)的連續(xù)采集、存儲和智能處理，可以使您在世界上的任何一個地方優(yōu)化風機生產(chǎn)狀況，監(jiān)測性能，并生成詳細的定制報告。研華風電場生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)在風場中的應用，重點在于如何全面幫助風電企業(yè)實現(xiàn)專業(yè)化管理，安全和高效性運行、降低成本、增強企業(yè)效益，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。