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1、风电场中SCADA系统设计摘要:在大型的风电场中,如何有效地对各风力机状态进行监控,使整个风场风机安全、可靠、经济地运行变得至关重要。为此通过设计风电场的现场SCADA系统来建立一个风电场各项监控、监测数据的信息共享、交换、传输平台。详细介绍了风电场的现场SCADA系统中前置机设计,并针对风电场的特点设计了现场SCADA系统监控中心的软硬件平台。实现了风电场的前端数据采集、基础信息管理、地形图管理以及远程接入等功能,较好地满足了风电场的监控管理。 关键词:风电场;SCADA;前置机;Modbus 中图分类
2、号:TP274+.2日志记录各风机节点对应时段的状态如发电机转速、风轮转速、浆距角、发电机机舱角度等参数,各风机实时的开关机状态和故障状态[7],可供远程日志调用。日志信息量大小可保留10~30天单个风机数据。 嵌入式的L的HMI应用;内置的基于Java小应用程序的图形库,可以帮助用户建立动态的对话页面。 前置机采用网络时间协议NTP来实现时钟同步,本系统采用客户/服务器方式。风场监控中心确立时间服务器,各前置机作为客户端,时间服务器与需要时间同步的客户机相互交换NTP数据包。 3现场SCADA系统
3、监控中心设计 现场SCADA系统监控中心是现场SCADA系统的核心,承担着对SCADA系统进行管理、集中数据处理、监控和数据交换控制等功能[8]。现场SCADA系统监控中心对整个风场系统实行全面统一的调度管理,监视系统中风机等设备的运行参数和状态,如风机部件信息、风机控制组件信息、风机电力信息等相关参数;监视所有风机设备的开、关和故障状态,报警,通信状态等。监控中心将数据实时的送到远程风场监控中心,并接受远程风场监控中心的远程控制指令[9]。 3.1主要功能 数据采集对前置机进行实时数据采集,采用O
4、PC技术采集前置机OPC服务器中已记录当前特征量信息; 风场基础信息管理风场基础信息管理包括了前置机节点信息、风机节点信息、风机显示屏信息、变电站节点信息、测风塔节点信息; 风场地形图管理根据风场各风机节点、变电站节点和测风塔节点的风场布局生成相关的风场地形布局图,并转换成矢量图,与各节点生成对应联接关系; 现场实时报警信息管理具备对各前置机、风机、变电站、测风塔故障信息报警功能,实现声音报警、图示报警、打印报警等方式。具备故障等级显示,由故障级别进行相应级别的故障警示; 人机交互具备友好人机交互界面
5、,可操作性强,显示直观明晰。显示内容包括实时采集、计算、系统估计和人工置入的各种风场动态及静态运行参数,具有风场地形图无级缩放、画面导航、漫游和热点选择功能,提供包括接线图、表格、曲线及其它所需画面的编辑和修改工具; 远程接入提供与远端风场监控中心软硬件接口,可实现现场风机状态信息上报、现场电网基础信息上报、故障报警信息上报等数据上报,接受远程中心对现场风机遥控、远程故障定位排除等控制指令。 3.2硬件平台 现场SCADA系统监控中心包含系统管理服务器、操作员工作站、数据库服务器、网络交换设备、网络安全
6、设备。 3.3软件设计 3.3.1软件总体规划 现场SCADA系统监控中心软件主要分为三大部分:现场SCADA系统监控管理服务器软件、现场SCADA系统监控管理客户端软件、实时数据库软件。 监控管理服务器软件包括多个软件模块,作为监控中心的系统管理服务器起到前端数据接入采集、数据库操作、风场地形图管理、日志管理、报表生成、故障监测报警、远程受控等功能,如图2所示。 图2监控管理服务器软件模块 监控管理客户端软件作为监控管理服务器的客户端软件,根据授权可实现除服务器中前端数据接入、数据库存储录入功能
7、外所有监控服务器软件功能,它通过服务器/客户端网络模式提取服务器中相关数据,实现与服务器相同的监控功能。 3.3.2软件构架 采用目前国际上先进的B/S三层次结构,即Z)的只有面向移动商务服务的服务器,而真正的业务逻辑及数据库的操作都是封装于应用服务层的EJB构件中(EnterpriseJavaBean)来实现的。应用层的主机都处于内部网络,使得系统安全性得到保障。 整个系统中只有外部evenkampM,etal.ApplicationofConditionMonitoringSystemsinonit
8、oringSystemforalcolmSmith,JimMcFadyen.P009-0PD.DL,1991,DNPV3.00DataLinkLayerProtocol,USA,DNPUsersGroup. [7]马艺玮,吴捷,柳澹,等.嵌入式风电场电能质量监测装置设计[J].微计算机信息,2007,23(8):17-19. [8]项晓春.SCADA系统及其应用[J].自动化技术,2000,6(
