风电场信息系统的开发与应用

如何有效地对风电场内各风电机组进行管理以及运行状态监控, 使整个风电场风电机组运行安全、可靠、经济；如何解决风电场电网接入问题，满足电网调度；如何通过风电机组运行数据的分析，持续对风电机组性能进行优化，对风电场选址进行评估，已成为风电发展的关键问题，常规的风电场集中监控系统已经不能满足要求。
　　风电场信息系统的设计开发
　　风电场信息系统，是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集，设备控制，测量，参数调节以及事故报警等功能，可以保证系统的信息完整，正确掌握风电系统的运行状态，帮助快速诊断系统故障，提高生产效率, 主要由风电场智能管理与集控系统平台、运维服务系统、智能调度系统和数据分析与评估系统组成，其系统结构原理图如图1 所示。 　　一、风电场信息系统平台开发
　　该平台包括硬件支撑平台，标准化通讯接口，风电场对象信息模型，模块化软件支撑平台，统一超大容量数据库系统以及引擎系统，一致的对外数据服务接口。在此数据与分析优化引擎的基础上，可实现风电场基本专业应用，如风电场基本监控功能，启停机功能，也可实现风电场智能高级应用，如运维服务项目，智能调度，数据分析与评估等项目。通过建立统一的风电场与风电机组数据模型，使不同厂家的风电监控系统，不同型号的机组，都可方便接入该系统，其软件架构原理图如图2 所示。 　　建立单机数据结构模型以标准化各类风电机组，并以此为基础创建数据库结构，开发一个可组态的风电场监控系统平台，具有绘图、通讯接口调用、数据链接、趋势图、报表、高级语言接口，数据库接口、数据文件下载及解析、对外数据发布、互联网发布等功能。
　　二、风电场运维服务系统开发
　　风电场运维服务系统主要包括日常维护系统和故障专家系统两部分，日常运维主要是通过统一数据平台提供的服务来完成日常的运行与维护操作，主要包括：运行管理、维护管理、设备物资管理、档案管理和安全管理五部分。运行管理要求运维人员对日常工作内容进行录入和查询，通过网上办公来规范风电场运行管理制度，减少人为差错，提高工作效率。在发现故障后，系统将自动新建缺陷记录，记录风电机组编号、故障代码、故障开始时间、故障结束时间、故障时长和故障次数等，人工只需选择故障分类，系统会根据故障代码和故障专家中的信息自动列出故障处理方案，方便运维人员进行处理。风电机组档案管理记载了每台风电机组的基本信息、关键时间点、缺陷记录、隐患记录、维护记录。通过对所有风电机组及主要部件的生产厂家、型号等基本参数进行维护，来管理风电机组整个生命周期所有的记录。该系统还可通过风电场设备日常监控及运行报表，对单个风电场进行数据对比，也可进行横向的多个风电场的对比。
　　故障专家系统是一个闭环设计的，具有知识库自学习功能的系统，主要包括健康监测和故障诊断两部分。健康监测系统具有实时预警、实时视频监视、状态在线监测、个性化分析功能。可实现风电场常规设备监控与风电机组健康状况的诊断。通过监控参数与报表分析，可对风电机组核心控制策略进行优化，提高风电机组发电量，降低风电机组机械载荷；对风电机组部件进行运行参数的优化与调整，提高部件安全性及寿命，提高风电机组可利用率；对不同风电机组的相同部件运行特性分析，分析出部件的缺陷，进行设计改进，使风电机组安全性提高，质量优化。