紫金橋軟件在風電場計算機監(jiān)控系統(tǒng)的應用

風電場計算機監(jiān)控系統(tǒng)分中央監(jiān)控系統(tǒng)和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)、信號轉(zhuǎn)換模塊、監(jiān)控軟件等組成。
中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能是：對風力發(fā)電機進行實時監(jiān)測、遠程控制、故障報警、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)報表、曲線生成等。
中央監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：

計算機監(jiān)控系統(tǒng)
計算機監(jiān)控系統(tǒng)負責管理各風電機組的運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)、保護裝置動作情況、故障類型等。為了實現(xiàn)上述功能，下位機（風機控制器）控制系統(tǒng)應能將機組的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和故障情況等通過專用的通訊裝置和接口電路與中央控制器的上位計算機通訊，同時上位機應能向下位機傳達控制指令，由下位機的控制系統(tǒng)執(zhí)行相應的動作，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。
中央監(jiān)控系統(tǒng)一般運行在位于中央控制室的一臺通用PC機或工控機上，通過與分散在風電場上的每臺風力機就地控制系統(tǒng)進行通信，實現(xiàn)對全場風力機的集群監(jiān)控。風電場中央監(jiān)控機與風力機就地控制系統(tǒng)之間的通信屬于較遠距離的一對多通信。國內(nèi)現(xiàn)有的風電場中央監(jiān)控系統(tǒng)一般采用RS485串行通信方式和4～20 mA電流環(huán)通信方式。比較先進的通訊方式還有PROFIBUS通信方式、工業(yè)以太網(wǎng)通信方式等。
上述各種通訊方式能夠完成風電場中央監(jiān)控系統(tǒng)中的通信問題，但具有各自的特點，主要通信方式簡要對比如下：

風電場監(jiān)控系統(tǒng)軟件
目前，我國各大風電場在引進國外風力發(fā)電機組的同時，一般也都配有相應的監(jiān)控系統(tǒng)，
但各有自己的設計思路和通訊規(guī)約，致使風電場監(jiān)控技術互不兼容。同時，控制界面全部是英文的也不利于運行人員操作。如果一個風電場中有多個廠家的多種機型的風電機組的話，就會給風電場的運行管理造成一定困難。如內(nèi)蒙輝騰錫勒風電廠就有約5種的監(jiān)控軟件。因此，國家在科技攻關計劃中除了對大型風電機組進行攻關外，也把風電場的監(jiān)控系統(tǒng)列入攻關計劃，以期開發(fā)出適合我國風電場運行管理的監(jiān)控系統(tǒng)。目前也有一些國產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)成功并投入運行。如：新疆風能有限責任公司的“通用風電場中央及遠程監(jiān)控系統(tǒng)”。

監(jiān)控軟件的開發(fā)應盡可能在現(xiàn)有工業(yè)自動化軟件的基礎上進行二次開發(fā)，這樣一方面可以縮短開發(fā)周期，另一方面現(xiàn)有的工業(yè)控制軟件技術成熟、應用廣泛，因此穩(wěn)定性好。隨著軟件的升級而方便地升級。而直接從底層開發(fā)的監(jiān)控軟件如果沒有強大的軟件隊伍，和經(jīng)驗豐富的軟件人員很難與之相比。

紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫是紫金橋公司在長期的科研和工程實踐中開發(fā)的。紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫在實際應用中，以其可靠性、方便性和強大的功能得到用戶的高度評價，用戶已經(jīng)廣泛應用于石化、煉油、汽車、化工、冶金、制藥、建材、輕工、造紙、采礦、環(huán)保、電力、交通、智能樓宇、倉儲、物流、水利等多個行業(yè)和領域的過程控制、管理監(jiān)測、現(xiàn)場監(jiān)視、遠程監(jiān)視、故障診斷、企業(yè)管理、資源計劃等系統(tǒng)。

結(jié)合紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫特點和風電場的監(jiān)控需求開發(fā)的風電場監(jiān)控系統(tǒng)具有如下功能特點：

• 分布式結(jié)構(gòu)，有助于搭建多層數(shù)據(jù)庫應用，構(gòu)建復雜的大型分布式系統(tǒng)。
• 友好的控制界面。在編制監(jiān)控軟件時，應充分考慮到風電場運行管理的要求，應當使用中文萊單，使操作簡單，盡可能為風電場的管理提供方便。
• 能夠顯示各臺機組的運行數(shù)據(jù)，比如每臺機組的瞬時發(fā)電功率、累計發(fā)電量、發(fā)電小時數(shù)、風輪及電機的轉(zhuǎn)速和風速、風向等，將下位機的這些數(shù)據(jù)調(diào)入到上位機，在顯示器上顯示出來。
• 繪制曲線：繪制風速－功率曲線、風速分布曲線、風速趨勢曲線。
• 監(jiān)視各風電機組的運行狀態(tài)。如開機、停車、調(diào)向、手／自動控制以及大利、發(fā)電機工作情況。通過各風電機組的狀態(tài)了解整個風電場的運行情況，這對整個風電場的管理是十分重要的。
• 及時顯示各機組運行過程中發(fā)生的故障。在顯示故障時，能顯示出故障的類型及發(fā)生時間，以便運行人員及時處理和消除故障，保證風電機組的安全和持續(xù)運行。
• 能夠?qū)︼L電機組實現(xiàn)集中控制。值班員在集中控制室內(nèi)，就能對下位機進行狀態(tài)設置和控制，如開機、停機、左右調(diào)向等。但這類操作必須有一定的權(quán)限，以保證整個風電場的運行安全。
• 歷史記錄。監(jiān)控軟件應當具有運行數(shù)據(jù)的定時打印和人工即時打印以及故障自動記錄的功能，以便隨時查看風電場運行狀況的歷史記錄情況。
• 數(shù)據(jù)管理：機組運行數(shù)據(jù)自動存儲與維護，自動生成報表，支持數(shù)據(jù)查詢，具有數(shù)據(jù)導出功能。
• 在線修改參數(shù)，遠程維護： 可在線修改數(shù)據(jù)庫組態(tài)內(nèi)容，組態(tài)完后，不必重新啟動數(shù)據(jù)庫，就可以將組態(tài)內(nèi)容下裝到數(shù)據(jù)庫中。另外不必要到數(shù)據(jù)庫所在機器，在遠程就可以進行數(shù)據(jù)庫組態(tài)。
  

遠程監(jiān)控系統(tǒng)
功能：實時查看就地風機運行情況、數(shù)據(jù)記錄。在中央控制室實現(xiàn)對風電機組的遠程開機、停機、左/右偏航、復位等功能；

實際上只要通訊網(wǎng)連通，理論上遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能和中央監(jiān)控系統(tǒng)一樣。但是為了安全起見目前國內(nèi)遠程監(jiān)控系統(tǒng)只完成監(jiān)視功能，隨著技術的發(fā)展，無人值班風電場的推出，遠程監(jiān)控系統(tǒng)將發(fā)揮更大作用。