风电场远程监控系统软件功能的研究

严淼

（中能电力科技开发有限公司）

摘要：为了保障生产设备安全可靠运行，提高设备管控能力,在实现“数据整合、专业管理、集中值守、融入平台”的目标下研制了一套风电场远程监控系统，主要功能包括实时监控、点检管理、设备管理、报表管理、数据分析、报表分析、值班日志、文档管理、公告管理、系统维护等。

关键词： 风电场；远程监控系统；实时监控；设备管理；数据分析

一、概述

风电场远程监控系统是针对风电场生产过程管理自动化、精细化和综合化的趋势而研制的生产管理信息系统，为了保障生产设备安全可靠运行，提高设备管控能力，促进安全生产专业化管理水平提升，提高生产数据处理与分析能力，实现安全生产集约化管理，建立现代、新型的安全生产管理体系，在实现“数据整合、专业管理、集中值守、融入平台”的目标下建设一个风电场远程监控系统。

二、研制情况

1 系统软件功能框架

以龙源安全生产运营监控中心系统为例，风电场远程监控系统主要功能包括：实时监控、数据分析、报表分析、设备管理、点检管理、报表管理、值班日志、文档管理、公告管理、系统维护等。

图1 系统功能框架

2 实时监控

2.1 全国风电场监控

全国风电场监控主要用来监控全国风电场的整体情况，实时显示全国风电场的相关运行数据。在监控页面上会显示全国所有的风电场。用不同的风电场图标标识出风电场的运行状态。

全国风电场监控界面显示信息包括全国风电场实时数据，日发电量、月发电量，装机容量、年发电量，有功功率、实时出力。

图2 全国风电场监控

图3 全国有功功率、实时出力

2.2 各省风电场监控

各省风电场监控主要用来监控各省风电场的整体情况，实时显示各省风电场的相关运行数据。在监控页面上会显示此省所有的风电场。用不同的风电场图标标识出风电场的运行状态。

各省风电场监控界面显示信息包括图形监控模式，实时数据，日发电量、月发电量，装机容量、风电场发电量，有功功率、实时出力比。

图4 各省风电场图形监控模式

2.3 各风电场监控

风电场监控主要用来监控每个风电场的情况，实时显示此风电场的相关运行数据。在监控页面上会显示出此风电场中所有的风机、升压站以及生产塔（测风塔），同时用不同的风机图标标识出风机的运行状态。

风电场监控界面显示信息包括风电场介绍，图形监控模式，网格监控模式，列表监控模式，日发电量、月发电量、有功功率。

图5 风电场图形监控模式

图6 风电场矩阵监控模式

2.4 风电机组监控

风电机组监控主要用来监控每个风机的情况，实时显示此风机的相关运行数据以及故障信息。

风电机组监控界面显示信息包括风机的实时数据、故障信息和有功功率的实时变化曲线。

图7 风电机组监控

2.5 升压站监控

升压站监控主要用来监控升压站的情况，实时显示升压站的相关运行数据。在监控页面上显示出升压站的主接线图，图上实时显示相关参数值。同时有状态变化的设备，会根据设备的实时状态用相应的图标表示。

图8 升压站监控

3 数据分析

3.1 限出力损失电量分析

根据地域，监控区域，年，月来统计和查询限出力结果。

图9 限电量统计分析

3.2 风功率曲线

主要功能包括显示和查询某台风机某个时间段的风机功率曲线，显示和查询同种风机类型不同风场风速功率曲线，显示和查询不同时间段内的风功率曲线图。

图10 风电机组功率曲线

3.3 实时数据统计分析

主要功能包括显示和查询不同风电机组某一运行参数变化趋势，显示和查询单台风电机组多运行参数对比，显示和查询风电场运行参数变化趋势。

图11 风电机组参数分析

3.4 可利用率分析

主要功能包括显示和查询不同区域同一时间设备可利用率，同一区域不同时间设备可利用率，不同机型相同区域设备可利用率，同一机型不同区域设备可利用率。

图12 分析不同区域同一时间设备

4 报表分析

4.1 集团装机情况

主要功能包括从省、风场、容量、品牌等角度显示和查询集团装机情况。

图13 各品牌装机情况

4.2 电量查询统计

主要功能包括对全国、各省和风电场的发电量进行统计。

图14 电量统计

4.3报表限电统计

主要功能包括按照月份和具体时间段等角度统计各风场、以及全国的限电情况。

图15 限电量统计

5.设备管理

设备管理的对象是风电场风电机组、变电站的输变电等设备。设备台帐是了解设备状况，开展设备运行维护工作不可缺少的重要资料。同时，设备信息也是信息系统中设备变更、运行事件以及检修活动记录的信息基础。

设备管理包括：风电机组管理、升压站管理、生产塔管理、输电线路管理、箱变管理。

图16 风电机组管理界面

6.点检管理

现场缺陷信息是现场生产运营的重要数据。监督缺陷信息，并支持对缺陷处理的情况提供解决预案，对于现场缺陷处理具有重要的指导意义。

点检管理中数据主要从现场点检系统中获得。监控系统提供导入接口，当有新的缺陷信息被录入到点检系统时，自动调用此接口完成缺陷信息的同步。与手工方式录入所涉及的信息一致，包括缺陷基础信息和处理过程的描述文档。同时系统还提供对缺陷/故障信息进行统计查询等功能。

7.报表管理

7.1日报系统

风场每天可以通过日报系统报送运行数据，系统每天定时创建每个风场的当日报表以供填写，填写完成后风场运行人员进行上报。

每个风场的报表分别按项目、机型分类填写。并汇总每种机型的台数、风场容量、日平均风速、日发电量、年累计电量、限出力日损失电量以及限出力年损失电量等信息。

除此之外日报中还按机型分类记录“非计划停运”、“调度停运”、“受累停运”及“降出力运行”的具体条目信息。

 同时系统还有日报汇总功能，可以汇总各风场的运行数据，以便进行相关分析。

图16 风场日报上报界面

7.2月报

每个项目公司每月填写相关月报，包括生产准备期风电机组情况统计表、单机运行情况统计月报表、生产准备期风电机组情况统计表等月报，为集团掌握各个公司整体运行情况提供可靠的数据。

三、应用情况

截止2012年5月底，监控系统已经完成全国19个省的106个风电场，8371.45MW容量，6635台风电机组的数据接入。实时监控系统采集的数据全面及时，目前系统中的实时数据每5秒钟采集一次，从全国、省份、风场、单台风电机组不同层面进行实时监控。通过报表管理可以查看风场、机组每天和每月的运行情况，还可以查看不同范围内的迟误报情况及详细信息。设备管理从项目公司、监控区域和设备类别不同角度查看目前设备的统计和详细信息，比台账系统的信息更加全面详细。报表分析根据上报报表的内容，从时间、地域、风场等不同层面包括可利用率、场用电等不同角度对历史数据进行统计分析。数据分析是从系统每天采集的数据中，抽取所用的信息，从不同层面不同参数，进行比较分析，为生产管理提供数据基础和依据。点检管理中记录并查询各风场目前的检修信息，包括时间、地点、人物、检修进展等详细情况。

此外，系统还有生产日志、公告管理，系统维护等管理和系统日常维护的基本工具，为管理人员和现场人员提供了另一个交流和解决问题的平台。

四、结论

监控系统主要实现风电场风电机组生产运行实时数据采集、远程数据传输标准统一、海量数据存储、挖掘与分析以及风电场远程实时监测等内容。形成一个以安全生产监控为核心，融合报表系统、设备台账系统、报表分析、数据分析和点检管理等功能的生产运营中心运行支撑平台，为集团日常生产运行管理提供服务。该系统的运行，有效的提升了风电场生产运营管理能力和精细化管理能力，该系统有望在风电领域进一步推广和应用。