紫金橋軟件風電機組監控解決方案

背景分析：

隨著地球常規資源的日益匱乏，新能源慢慢被各國政府列位了未來重點建設內容，新能源主要包括水能、風能、核能、地熱和生物能源。在2017年底，為了應對金融危機，中國政府提出了新增4萬億投資及十大行業的振興計劃，特別將加強新能源建設，作為新能源的代表風電將在今后五到十年里被重點扶植。我國風能資源豐富，儲量32億千瓦，可開發的裝機容量約253億千瓦，居世界首位，在政府大力支持，積極推動風電產業的發展，相信不久的將來，中國的風力發電將成為其主要的供電來源之一。

在信息化與自動化融合的今天，風力電廠的自動監控平臺自然離不開軟件的支撐，基于此，我們提出了基于紫金橋實時數據庫的風電機組監控系統解決方案，實現了對風電機組及電力傳輸的自動監控。網絡構造過程中，機組物理距離，現場電磁干擾等該行業獨有的特點成為了考驗不同廠商工業以太網設備性能的分水嶺。

系統組成：

1、風力發電配電系統：

與火電和電相比，風力發電站的配套設施較少，用電設備也少，所以一般很少給風力發電站提供專用的配電電源，特別是在風力發電的塔筒內，都是由塔筒內部690V母線經過降壓變壓器降壓后得到配電電源，供照明以及監測設備等一些用電器使用。

2、風力發電機組系統：

一般來說，整個風電場包括眾多風力發電機組，分布在發電田中。發電機組頂部的渦輪發電機負責發電，前端是可調整角度的風葉，系統可以根據不同的風力狀況來調整風葉的傾斜度。風葉的軸與一個齒輪箱相連，齒輪箱完成提升轉速來驅動發電機。每臺發電機組都配備一個由工控機和PLC組成的控制箱。PLC負責采集風速、風向及與此相關的空氣壓力、空氣溫度和空氣濕度，軸轉速和其他相關數據。通過偵測風向，控制系統便會調整齒輪，使風葉轉向適當角度以充分利用風能進行發電。

發電田中的所有的渦輪發電機組都連接在同一個局域網中，各個發電機組頂端的控制箱均使用以太網和塔底部的光纖網絡連接。該環網與遠程控制站相連形成一個冗余環網。遠程控制站采用紫金橋前置數據采集軟件RealScada實現數據采集和監控，并分析搜集到的數據，從而調整發電機組參數，并向操作人員和維護人員提供報警信息。同時負責將搜集到的數據向上傳輸到數據中心服務器，實現對全局數據的管理和上層應用。

3、風力發電電能傳輸系統：

整體解決方案還包括風電機組將電力系統傳輸到電力總線上的傳輸監控系統，實現實時的數據顯示及數據報表、趨勢分析等。

系統實現功能：

基于紫金橋軟件的風電機組監控解決方案實現了設備層數據的采集并通過光纖以太網傳輸至主控室的上位機操作員站（紫金橋數據采集控制計算機，以下簡稱控制站），實現整個風場某風田區域的監控，并能為中心服務器提供數據支持，系統為分布式系統。

系統軟件部分實現如下功能：

1、數據采集：

系統遠程控制站可提取PLC采集到的數據，包括風速、風向及與此相關的空氣壓力、空氣溫度和空氣濕度，軸轉速，系統運行時間和其他相關數據，并并保存歷史。這部分工作主要在控制站完成。

2、圖形界面：

系統對采集到的數據進行實時顯示(各機組的運行數據，如每臺機組的瞬時發電功率、累計發電量、發電小時數、風輪及電機的轉速和風速、風向等)，顯示方式有圖形界面，曲線，報表，數字值等形式，界面直觀，操作簡單，不同機組采用樹形導航切換。圖形界面在控制站和中心服務器都得以實現。

3、報警系統：

系統能夠及時顯示風電組運行過程中發生的故障，包括故障前的預警，系統可顯示故障的發生時間及故障類型，通過聲音、圖像以及短信郵件等形式快速反饋到管理人員，以便及時處理及消除故障，保證風電機組的安全和持續運行。例如為了提高安全性所有的風力發電機都安裝了防雷電系統，當塔身濕度超標時系統進行報警，并自動開啟除濕裝置，嚴重超標時需人為操作時提前告知操作員。

4、故障處理

：系統提供故障處理機制，通過預先設置處理辦法，解決一些容易出現的常規問題，例如當電壓超標的情況下，系統自動開啟變壓裝置，當調節到正常值后，變壓裝置自動關閉。在顯示故障時，能顯示出故障的類型及發生時間，并提供多種的提示方式。

5、設備管理：

系統除了可以對各風電機組的運行狀態進行數據顯示，還可以對設備進行操作，如開停機組、手/自動控制以及大/小發電機工作等情況，通過各風電機組的狀態了解整個風電場的運行情況。

6、電力管理：

系統能夠對風電機組實現集中控制。并對發電電力進行監控，發電時間，累計發電等，值班員在集中控制室內，只需對標明某種功能的相應鍵進行操作，就能對下位機進行改變設置狀態和對其實施控制。如開機、停機和左右調向等。該操作同時具有權限管理，以保證整個風電場的運行安全。

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7、動態增加機組

系統提供動態增加機組功能，真正實現運行時動態增加、修改、刪除風電機組，極大的提高了系統監控的運行的連續性和穩定性。動態增加機組需要具有操作權限的人方可操作。

紫金橋軟件風電機組監控解決方案 [篇2]

一．現場概述

根據現場調研，客戶現場有45塊智能電表，已經連接到局域網中，通過松下dlu的模塊，將45塊儀表的各項參數以mewtocol協議(以太網)的方式發布出來。生產車間有10條生產線，每條生產線均有生產監控管理軟件進行數據采集。紫金橋軟件可以同步連接所有電表，并和生產監控管理軟件進行互通，進行數據采集、匯總、分析。 

二．客戶的大致要求

1.實時顯示各表所測得的瞬時功率數值，能夠形成實時曲線圖，刷新頻率1分鐘。

2.每臺表測得的單位時間的實時用電量（抄見數，以及單位時間用電量），能夠形成單位時間電量的柱形圖。

3.每臺表測得的單位時間用電量數據，形成報表。

4.生產線的產品、規格與電能消耗進行對比，考核生產線的能耗效率。 

三．系統基本功能及系統框架

系統基本功能如下：

現場數據實時采集

實時采集現場的電表的各個數據。

實時數據仿真顯示

可以根據現場電表的分布，以分布圖的方式仿真顯示每個電表的位置，直觀顯示各電表數據，同時也可以提供列表集中顯示；

高效歷史數據處理

可以通過監控軟件自身的過程數據庫高效處理歷史數據，實現高精度、高壓縮比的數據存儲。

靈活的歷史查詢方式

紫金橋軟件支持報表、曲線、直方圖等多種模式查詢歷史數據；

報表查詢

可以通過報表查詢歷史數據和實時數據，并可以通過固定的報表格式(日表、月報、年報)進行查詢。報表自身可以單元格為單位設置顏色、背景、格式和腳本動畫；報表支持數據導入、導出，打印、打印預覽、可以靈活設置打印參數，同時報表還支持關聯其他關系數據庫等多種功能；

曲線查詢

可以查詢單臺或者多臺電表的功率等數據實時曲線或者歷史曲線；

報警記錄

系統具有完備的報警管理功能，用戶可以設定報警參數，分區域或者時間段，按等級查詢報警記錄。

安全管理

管理員可以設定相關操作人員的權限，具有不同權限的操作人員可以執行不同的操作。

遠程監視和查詢

管理人員可以通過遠程計算機查詢現場設備的實時和歷史數據，第一時間掌握相關數據信息；

圖表查詢

系統提供柱狀圖、餅圖等多種數據查看方式；

統計報表

自動對比同一時間段內不同儀表(或部門)的狀態數據； 自動對比同一儀表(或部門)不同時間段內的狀態數據；

生產數據采集

系統將和生產管理系統對接，采集每條生產線的當日產量、產量型號等生產管理數據；

電能數據發送

生產管理系統可以直接采集本系統中每條生產線上的電能數據，并在生產線屏幕展現；

生產能效統計

系統自動將每條生產線產量、產品規格和電能消耗進行比對分析，可以按日、月、年等方式進行數據展現分析，考核每條生產線的能耗效率。

系統架構

考慮到選用不同的系統架構，可以實現不同的附加功能要求。根據現場情況，初步確定如下幾種可選的系統架構單機普通模式、單機統計模式、聯網普通模式、聯網統計模式。

單機模式架構圖如下所示：

聯網模式架構圖如下所示：

總結

企業原系有系統操作不便、功能單一、報表功能不足，特別是無法和生產監控系統對接，不能有效進行能效分析和管理。采用紫金橋監控組態軟件，連接現場硬件設備，并和生產監控系統對接，構建整套電能綜合管理系統。該系統通過實時采集每塊儀表的各項參數，及時了解到每塊儀表的耗電量，以及功率的波動，并采集每條生產線的相關產量等數據，進行匯總統計分析，減輕了現場操作人員的工作效率，并且將整個生產能耗數字化，便于企業的管理和成本分析，實現利潤的最大化。

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