风电场计算机综合监控系统特色及其功能实现

风电场计算机综合监控系统特色及其功能实现

郭洪涛 梁 国 荆海城 陈佳伟

中电投东北新能源发展有限公司 ,辽宁 沈阳 116300

摘要：近年来，社会发展迅速，我国的风电场建设的发展也有了提高。风力发电和核电、火电相比，其单机容量比较小，并且占地面积比较光，数据收集和监控较为困难。并且风力发电厂一般都是设置到地处偏远的地区，运行条件及技术条件比较差，为了使风电场能够稳定且安全的运行，那么要求具备性能完善的自动监控系统，实现风力发电信息有效化规范管理。我国现代风电场远程数据收集和监控程序大部分都是通过国外引进大型风电机组时候配套装置的。因为不同生产厂家风电机都具有自身特有控制系统，各个风电机组运行情况检测都是利用风电机厂家软件实现。目前，风电场模式大部分都是中控室及风电机利用串行方式实现通讯，远方控制都是利用调制解调器对中控制主机访问实现控制。本文主要研究风电场计算机综合监控系统特点和功能的实现，利用监控系统整合实现系统管理功能需求。那么就要掌握不同风电场各种类型风电机通讯传输协议，设计满足各种类型风电机需求的统一监控及远程监控风电机控制系统。此项工程如果成熟，那么风电机运行就能够朝着无人值班的方向发展，以此使风电场运行成本得到降低，使风电场经济效益得到提高。

关键词：风电场；计算机综合监控系统特色；功能实现

引言

随着时代的不断进步，我国对于不可再生资源的利用逐渐减少，对于新兴能源的利用范围逐渐扩大，风能作为典型的环保、节能、清洁能源逐渐受到人们的青睐。 电能作为人们生活中不可或缺的能源，应用于各大领域，风力发电作为一种重要的生产电能的方式，主要的电气设备就是风力发电机，如何保障风力发电设备安全运行成为技术人员值得思考的问题。 本文通过对风电场电气设备安全运行维修中的问题进行分析，提出一些关于电气设备管理维修的建议。

1风电场本质安全建设的现实必要性

1.1解决行业高速发展带来的管理困境的需要

风能是一种发展潜力巨大的新兴能源，沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带等，可以因地制宜高效利用风能进行发电。风电场涉及的环境复杂，安全管理面临着诸多挑战。国内能源企业纷纷进入风能领域，致使风电建设迅速发展，伴随而来的是运维生产技术、安全管理等方面人才的捉襟见肘，导致生产安全事故时有发生。随着风电行业高质量发展，后运维时代已经来临，急需新的安全理念和管理方法，以保障风电安全。

1.2解决传统观念桎梏的需要

风电场传统安全管理轻视事前预控，注重事后处置。一般是事故发生后，调查事故发生原因，根据调查结果修正系统，这种模式称为事后处理模式，在工作中常常是发生安全事故后，领导干部及时处理，然后加强安全工作管理，大有“亡羊补牢”之意，这样就容易埋下隐患，可能短时间内会引起员工的注意，事情过去后却依然如故。没有科学的系统的管理方式，制度难以落实，传统的安全管理方式缺乏科学性，过于简单化、形式化，操作起来很难见到实效。风电场安全管理与生产实际一样有着紧密、严格规范的操作程序，以往的安全管理只是单一的制度，没有系统的科学标准，所以难以落实，很难起到相应效果。安全问题没有深入人心，员工认为安全是安全部门的事，与自己无关，有事故由单位和保险公司协调解决。

1.3实现“以人为本”安全理念的需要

风电场生产系统是由技术系统与人员、管理等要素构成的。本质安全强调“根本性”和“整体性”，只有当风电场生产系统的每个要素即“人员、设备、环境、管理”都具备了本质安全属性，且要素之间形成了有机的系统，才能从根本上保障生产系统的安全。“以人为本”将“人、物、环、管、法、文”形成有机的整体，将装置、技术系统、生产系统的可靠性与人的安全意识和行为进行匹配，并形成体系化管理，通过激发人的意识，规范人的行为，激活人的动力建立持久有效的本质安全化运行体系。

2风力发电机选型和布置

2.1 机型选择

风电机组的安全等级取决于风速和湍流参数。例如：桃江松木塘风电场测风塔 80 m 高度推测 85 m 高度标准空气密度下 50 年一遇最大风速为 26.9 m/s，50 年一遇极大风速为37.6 m/s。根据 IEC 标准判定本风电场属 IECⅢ类安全等级，在风电机组选型时需选择适合 IECⅢ类风场的风力发电机组。本风电场采用具有代表性的水平轴、上风向式、三叶片、变速变桨风力机型。

2.2 单机容量及轮毂高度选择

根据国内风电场已安装及运行的机型发展情况，拟定具典型性或代表性的 2.0 MW 和 1.5 MW 两种单机容量，并从运输安装施工条件、机组出力特性、发电效益、尾流影响、已运行风机实际情况以及投资等方面进行技术经济综合比较。

2.3 风力发电机组布置

现阶段采用 WindPRO 软件优化和人工调整相结合的方式对风电场进行风电机组的优化布置。

3风电场计算机综合监控系统优化

3.1节点、设备及应用的管理

对要在远程监控网络中心接入的设备和节点，要实现合适接收方案的制定，并且提前做好相应安全防范措施，在通过承担本级数据网络调度工作机构的核查以后到上级电力调度机构备案中发送。假如此电力系统已经创建安全防范体系，那么不管和何种设备连接，添加何种应用服务，都要先申请，在批准以后通过专业管理人员许可进行接入。不管通过何种方式实现各个系统工作站、互联网及服务器的连接都是非法禁止，也禁止拨号功能。通过安全管理平台，实现严格管理。只要得到公安部门的安全产品销售许可证，并且利用国家指定机构安全检测，才能够在系统中接入安全产品。

3. 2远程监控系统和中央监控系统的练级

以不同的通讯条件，设计以下两种连接方式:(1)利用电网网络实现点对点拨号连接。此连接方式是通过现有电信电话网络实现，在远程监控计算机和中央监控计算机中安装调制解调器设备，利用拨叫对方电话号码创建连接。此种连接方式数据具有较高的安全性，但是因为风电场在全国分布，连接为长途电话，具有较高的费用;(2)使用 Internet 网络连接。此种连接方式是利用现有的电信网络，通过中央监控计算机及远程计算机实现直接调制解调器的安装，两端在 Internet 网络中安装，利用网络实现 VPN 网络的连接。此种连接方式数据的安全性比较低，但是因为数据是利用 Internet 网络传输，费用比较低。由于 VPN 技术能够使所有数据流量利用加密、压缩以后传输到网络中，从而提高用户信息的安全性。其次，还能够将防火墙设备到通讯两端安装，避免监管网络受到病毒及其他有害信息的破坏，以此提高系统的安全性。

3. 3协议栈的关系分析

uC/OS－II 属于开放源码多任务实时操作系统，但是其属于实时任务调度和通信内核，缺少对外围设备支持，比如没有网络协议、文件系统等。将开放源码 TCP/IP 协议栈 LWIP 作为基础，实现其裁剪，使其利用 LWIP调用实现底层和应用层程序数据的传输。LWIP 使全部TCP/IP 协议栈在同个进程中封装，从而使 TCP/IP 协议栈与系统内核分开，便于 LWIP 在其他操作系统中移植。应用层程序属于单独进程，利用系统邮箱的操作，消息队列等能够实现 TCP/IP 协议栈的通信。对于 uC/OS－II来说，此进程属于系统任务。在网络开始连接的时候，LWIP 会实现信号量和消息队列的动态分配，在连接断开的时候将此信号量和消息队列删除。

结语

企业管理者，要完善相关的规章制度，加强技术人员管理，做好日常安全管理；运行人员要注重对设备细节的护理，定期进行内部清理，不断提高自身的综合素质和对设备故障的预判能力，最大限度避免安全事故的发生，保障风电场电气设备安全运行，保障相关企业的人身安全和财产安全，不断推进企业发展。

参考文献

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