监控系统的控制权限在控制中心、风电场子站及现场3 级中均能实现以上要求的控制功能。控制权的优先顺序是:现地优于风电场子站,风电场子站优于控制中心。
按照电监会5 号令《电力二次系统安全防护规定》,控制模块的设计应归为安全I 区(控制区),设计应充分考虑安全性,满足十六字方针,即“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的要求。[5]
2.3.2 监测功能
状态监测分为实时状态监测和历史状态监测。实时状态监测是指将过程信息通过生产模拟图、趋势图、棒状图和参数分类表等多种监测方式实时展现,以显示风电机组、测风塔及变电站的主要运行参数和设备状态。[6]
历史状态监测包括风电场的统计信息和历史信息,通过对任意两个不同风电机组或同一风电机组不同时段的同类参数在某时间段内的对比曲线,以及风电机组相应风速的标称输出功率和实际输出功率的对比曲线等历史数据的对比,分析设备性能,实现设备以及生产的对标分析工作。同时,通过对同一设备的历史状态监测,可以及时发现不良趋势,在设备发生故障前进行更换,降低故障率,做到预防性检修。
系统应该提供可定制化的数据展现功能,根据需要设定主页面及查询页面展现内容和形式。另外,还应该提供报表的生成、打印、上报功能,与上级单位的报表系统无缝连接。对于随时出现的故障,可进行声光报警,报警内容显示在最前端,便于运行人员查看报警内容。任何如下非正常情况,集控中心内的监控计算机均应该能发出声光报警:
(1)故障和紧急停机;
(2)人工停机和开机;
(3)风速过高,风电机组切出造成的停机;
(4)温度异常造成的停机;
(5)对于一些关键参数,已经设置阀值,趋势变化超出阀值;
(6)其他非正常运行故障停机。
2.3.3 统计分析与专家诊断
系统可以查询风电机组历史故障、历史数据、日志等,可以进行设备的故障报警统计和故障统计。通过综合
设备各个专项状态监测信息和离线监测信息,并进行初步的诊断分析。根据获得的系统与设备的状态信息和专
家知识数据库,运用人工智能技术自动地对异常现象进行甄别,分析异常原因,供检修工程师参考。
2.4 其他生产管理功能
由于采集数据中包含设备各部件历史状态及更换记录等数据,因此可与状态检修以及备品备件的管理结合。另外,可以结合运行管理中的工作票、操作票管理、检修保养管理、运行记录管理等方面结合,规范工作流程,形成一个涵盖风电安全生产各方面的生产信息管理系统。[7]
3 结语
随着风电发展趋于稳定,如何管理好已有风电场,是风力发电公司生产管理中的首要问题,远程控制的集中化区域化管理模式可以很好地改善和解决目前生产模式中存在的各种问题。SCADA 的逐步完善也为远控系统的实现提供了条件。结合备品备件管理、生产运行管理、检修维护管理等生产各方面需求,建设风电生产管理信息化系统,可以在保证电力安全的基础上,大大减少风电运行成本,提高风电企业利润,确保风力发电行业平稳发展。
参考文献
[1] 卓张华, 周玲, 徐强. 风电场监控系统现状和趋势综述[J]. 宁夏电力, 2011(4): 51-56.
[2] NBT 31002.1-2010 风力发电场监控系统通信- 原则与模式. 2010.
[3] David M.Kroenke. 管理信息系统( 第2 版)[M].北京: 清华大学出版社, 2010.
[4] 叶杭冶. 风力发电机组监测与控制[M]. 北京: 机械工业出版社, 2011.
[5] 国家电力监管委员会. 第5 号令 电力二次系统安全防护规定. 2005.
[6] 黄永民, 禹华军. 风电场远程运行维护系统建设初探. 风能, 2011(10): 66-68.
[7] 李刚, 刘峰. 风电设备监控管理与信息化. 风能, 2011(7): 54-57.