如何有效地對風電場內(nèi)各風電機組進行管理以及運行狀態(tài)監(jiān)控, 使整個風電場風電機組運行安全、可靠、經(jīng)濟；如何解決風電場電網(wǎng)接入問題，滿足電網(wǎng)調(diào)度；如何通過風電機組運行數(shù)據(jù)的分析，持續(xù)對風電機組性能進行優(yōu)化，對風電場選址進行評估，已成為風電發(fā)展的關(guān)鍵問題，常規(guī)的風電場集中監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足要求。
風電場信息系統(tǒng)的設計開發(fā)
風電場信息系統(tǒng)，是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)，可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，設備控制，測量，參數(shù)調(diào)節(jié)以及事故報警等功能，可以保證系統(tǒng)的信息完整，正確掌握風電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，幫助快速診斷系統(tǒng)故障，提高生產(chǎn)效率, 主要由風電場智能管理與集控系統(tǒng)平臺、運維服務系統(tǒng)、智能調(diào)度系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析與評估系統(tǒng)組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖1 所示。
一、風電場信息系統(tǒng)平臺開發(fā)
該平臺包括硬件支撐平臺，標準化通訊接口，風電場對象信息模型，模塊化軟件支撐平臺，統(tǒng)一超大容量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及引擎系統(tǒng)，一致的對外數(shù)據(jù)服務接口。在此數(shù)據(jù)與分析優(yōu)化引擎的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)風電場基本專業(yè)應用，如風電場基本監(jiān)控功能，啟停機功能，也可實現(xiàn)風電場智能高級應用，如運維服務項目，智能調(diào)度，數(shù)據(jù)分析與評估等項目。通過建立統(tǒng)一的風電場與風電機組數(shù)據(jù)模型，使不同廠家的風電監(jiān)控系統(tǒng)，不同型號的機組，都可方便接入該系統(tǒng)，其軟件架構(gòu)原理圖如圖2 所示。
建立單機數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型以標準化各類風電機組，并以此為基礎(chǔ)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，開發(fā)一個可組態(tài)的風電場監(jiān)控系統(tǒng)平臺，具有繪圖、通訊接口調(diào)用、數(shù)據(jù)鏈接、趨勢圖、報表、高級語言接口，數(shù)據(jù)庫接口、數(shù)據(jù)文件下載及解析、對外數(shù)據(jù)發(fā)布、互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布等功能。
二、風電場運維服務系統(tǒng)開發(fā)
風電場運維服務系統(tǒng)主要包括日常維護系統(tǒng)和故障專家系統(tǒng)兩部分，日常運維主要是通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺提供的服務來完成日常的運行與維護操作，主要包括：運行管理、維護管理、設備物資管理、檔案管理和安全管理五部分。運行管理要求運維人員對日常工作內(nèi)容進行錄入和查詢，通過網(wǎng)上辦公來規(guī)范風電場運行管理制度，減少人為差錯，提高工作效率。在發(fā)現(xiàn)故障后，系統(tǒng)將自動新建缺陷記錄，記錄風電機組編號、故障代碼、故障開始時間、故障結(jié)束時間、故障時長和故障次數(shù)等，人工只需選擇故障分類，系統(tǒng)會根據(jù)故障代碼和故障專家中的信息自動列出故障處理方案，方便運維人員進行處理。風電機組檔案管理記載了每臺風電機組的基本信息、關(guān)鍵時間點、缺陷記錄、隱患記錄、維護記錄。通過對所有風電機組及主要部件的生產(chǎn)廠家、型號等基本參數(shù)進行維護，來管理風電機組整個生命周期所有的記錄。該系統(tǒng)還可通過風電場設備日常監(jiān)控及運行報表，對單個風電場進行數(shù)據(jù)對比，也可進行橫向的多個風電場的對比。
故障專家系統(tǒng)是一個閉環(huán)設計的，具有知識庫自學習功能的系統(tǒng)，主要包括健康監(jiān)測和故障診斷兩部分。健康監(jiān)測系統(tǒng)具有實時預警、實時視頻監(jiān)視、狀態(tài)在線監(jiān)測、個性化分析功能。可實現(xiàn)風電場常規(guī)設備監(jiān)控與風電機組健康狀況的診斷。通過監(jiān)控參數(shù)與報表分析，可對風電機組核心控制策略進行優(yōu)化，提高風電機組發(fā)電量，降低風電機組機械載荷；對風電機組部件進行運行參數(shù)的優(yōu)化與調(diào)整，提高部件安全性及壽命，提高風電機組可利用率；對不同風電機組的相同部件運行特性分析，分析出部件的缺陷，進行設計改進，使風電機組安全性提高，質(zhì)量優(yōu)化。
