《风资源实时传输系统技术规格方案介绍(NRG).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风资源实时传输系统技术规格方案介绍(NRG).doc（17页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、风资源实时传输系统 -将测风数据实时接入SCADA系统 解决方案 北京莱维塞尔科技有限公司2013年5月20日目 录一、系统概述3二、应用范围31、产能的预测与分析32、风场风况实时监控33、电网调度的需要3三、系统架构41、系统组成42、系统特点43、系统结构图5四、风资源实时传输系统设备配置51、设备配置51）NRG#40风速计52）NRG200P风向标63) 110S温度传感器64）BP20气压传感器75）RH-5湿度传感器76）传输系统9五、数据传输方案11六、气象要素采样指标 11七、公司介绍 18一、系统概述风资源实时传输系统是指在已建成的风电场中心部位或主风向代表位置建立与风场风
2、机轮毂高度相同的测风塔，然后系统将采集到的风资源数据（包括风速、风向、温度、湿度、压力等数据）实时传输至控制中心的SCADA系统中，便于风电场运营管理人员能够及时掌握现场风资源状况，并可以通过接收到的风资源数据进行多方面的应用。二、应用范围1、产能的预测与分析 通过风资源实时传输系统可计算出理论发电量，将理论发电量进与实际发电量进行对比，既可监测生产又可对风力发电机的实际工作效率进行监察，对于风电场的生产后评估起到关健性的作用。例如：风电场的实际运行和风能是否符合，是否是最大程度地利用了风能等。2、风场风况实时监控风资源实时传输系统测量要素中包含风力发电机轮毂高度处的风速、风向、大气温度、湿度
3、、压力，通过测量数据可对比出风机的刹车系统、偏航加热系统、风机除冰系统是否正常工作，为其早期发现故障提供依据。3、电网调度的需要由于风电具有不稳定性，电网公司对于风电的切入也要求进行了解，并预测出其发电量。风资源实时传输系统可通过控制中心将数据传给电网调度中心，方便电网对于风电的合理调度。三、系统架构1、系统组成系统分为4个部分： 测风塔：测风塔一般选择在风电场的主风向迎风面安装，测风塔高度为风机轮毂高度。最好在风电场的中心、主风向背风面再安装测风塔，给风电场提供准确的风资源数据。 传感器 ：包含风速计、风向标、高精度温湿压传感器 采集设备：采用美国NRG数据记录仪 传输系统：包含GSM无线传
4、输系统、卫星数据传输系统、光纤、无线电四种传输方式，客户可以根据需求任意选择其中一种或多种。2、系统特点u 可以实现与各种风电场SCADA系统的数据通讯，互通互联，支持多种通讯协议，包括ModBUS协议。u 根据客户需要可使用多种传输方式，灵活方便。可以通过电缆、光纤或者GPRS无线方式进行数据的传输。3、系统结构图四、风资源实时传输系统设备配置基于客户不同需求、预算的等方面情况考虑，我们将提供设备配置方案：1）NRG数据记录仪技术指标防护箱 保护IP65 防护等级尺寸120mm x 200mm x 75mm重量约1.2 kg（蓄电池除外）连接器723 系列工具电源支持运行状态2 X 1.5V
5、外部支持 10-24 V电流0.5 mA温度运行状态-40至 +65C (运行)显示- 30C + 55C存储128MB备份电池两节1.5V电池输出电源12 24VDC 打开关闭传感器的加热电源(可选)数据输出显示: 2 x 16 双排字符RJ45 Modbus-TCP/IP测量系列采样间隔1 60 秒记录间隔10分钟存储方式环形存储，每天一个文件存储值类型最大、最小、平均、标准偏差2）NRG #40最大风速计技术指标测量范围0.3 75m/s测量精度3% 或者 0.3m/s误差值0.05m/s起始风速0.3m/s极限风速条件55m/s(最长30分钟)防护等级IP33适用温度-50 +80输出
6、值50m/s时1000Hz连接3针423型插头重量0.2kg 材质风杯：一次注塑成型黑色聚碳酸酯主体：黑色ABS工程塑料主轴：高硬度铍铜轴承：增强特氟隆，具自润滑性能3) NRG #200P风向仪技术指标测量范围0360测量精度1%开始转动1m/s环境温度范围-50至60环境湿度范围0至100%RH信号类型模拟DC电压信号，来自传导的塑料电位计，10K ohms输出信号范围0V 至 激动电压值 （包括死区）所需电压电位计的激动电压在1V至15V DC适用温度-50 +80寿命5千万次旋转，（2-6年正常使用）重量0.2kg 材质主体：黑色UV认证的防静电塑料主轴与轴承：不锈钢4）温度传感器#1
7、10S温度传感器 NRG#110S温度传感器是一款价格低廉、经久耐用的集成电路式的温度传感器，它提供一个高水平的电压输出信号。#110S包括：内反射、放大器、线性化、以及6个紫外线防护盘。该传感器收集温度数据，可以用来进行能量密度计算，以及在远端进行大气温度的监控。特征l 内反射和线性化保证了高精确度l 易安装在塔上或管子上l 6个紫外线防护盘提供了周围大气温度的精确测量技术规格描述传感器种类：带6个紫外线防护盘的集成电路温度传感器应用：l 风资源评估l 气象研究l 环境监控测量范围：-40 C 到 52.5 C （-40 F 到 126.5 F）兼容性：适合所有NRG记录器材质电缆：3个导体
8、22AWG, 铬合金PVC覆层，带金属防护环和屏蔽电缆工作环境工作温度范围：-40 C 到 65 C （-40 F 到 149 F）工作湿度范围：0 到 100% RH使用寿命：10年物理指标接线#110S激发+（红线）信号（白线）接地（黑线）防护（裸线）Symphonie+Sig-9300+Signal-9200-PLUSOUT +5VANLG +GNDWind ExplorerE+ESE-GND9200OUT +5VANLGGND电缆长度：4.5 m(15 feet) 重量：0.47 kg (1.04 pounds)尺寸：l 仅传感器：51mm(2 inches) 通常高度 x 12.7
9、mm(0.5inch)直径l 带防护盘传感器：127mm(5 inches) 直径 x 127 mm(5inchs)高输出信号信号种类：线性模拟量电压值转换公式：温度C = (电压 x 55.55) 86.38温度F = (电压 x 100) 123.5精确度：l 小于 +/- 1C （2 F）l 非线性最大 +/- 0.33C （+/- 0.6 F）电子时间间隔250 s输出信号范围：0 V 到 2.5 V DC所需电源可供电压：4 V 到 35 V DC可供电流：300 A 最大 （输出上无负载）回应特性：5分钟安装固定：用匝带和塔架连接所需工具：l 铁皮剪或类似用来修剪匝带l 5/16
10、inch 六角螺丝批 或 一字螺丝批5）气压传感器大气压力传感器l NRG#BP20气压传感器是经过显微加工的绝对压强传感器。l BP20输出的是绝对压强产生的高水平电压的输出信号。l 它包括内置的温度补偿、线性、和输出放大器。特征高水平线性输出技术规格描述传感器种类：BP20气压传感器应用：l 风资源评估l 气象研究l 环境监控测量范围：-15到115 kPa(4.43到34.0 Hg)兼容性：适合所有NRG记录器材质电缆：3个导体22AWG, 铬合金PVC覆层，带金属防护环和屏蔽电缆工作环境工作温度范围：-40 C 到 65 C （-40 F 到 149 F）工作湿度范围：0 到 100%
11、 RH物理指标接线BP20激发+（红线）信号（白线）接地（黑线）防护（裸线）Symphonie+Sig-9300+Signal-9200-PLUSOUT +5VANLG +GNDWind ExplorerE+ESE-GND9200OUT +5VANLGGND电缆长度：4.5 m(15 feet) 重量：0.47 kg (1.04 pounds)尺寸：l 直径：57mm（2.25”）l 全长：112mm(4.4”)(包括电缆套管)l 电缆长度：1.5m(5), 电缆直径（3/16”）输出信号信号种类：线性模拟量电压值转换公式：Vout = 0.0459 V x P - 0.4845 V P：千帕
12、斯卡（kPa）精确度：l 精确度：+/- 1.5 kPa 最大误差（+/-0.443 Hg）l 每一个压力传感器都包括一个校准文件电子时间间隔15ms输出信号范围：0 V 到 5V DC所需电源可供电压：4 V 到 35 V DC安装固定：直接安装在塔上或者用绑带固定在铁箱内5）湿度传感器技术规格描述传感器种类：RH-5X湿度传感器应用：l 风资源评估l 气象研究l 环境监控测量范围：0-100%相对湿度兼容性：适合所有NRG记录器材质电缆：3个导体22AWG, 铬合金PVC覆层，带金属防护环和屏蔽电缆工作环境工作温度范围：-40 C 到 70 C 工作湿度范围：0 到 100% RH物理指标
13、接线BP20激发+（红线）信号（白线）接地（黑线）防护（裸线）Symphonie+Sig-9300+Signal-9200-PLUSOUT +5VANLG +GNDWind ExplorerE+ESE-GND9200OUT +5VANLGGND电缆长度：4.5 m(15 feet) 重量：0.47 kg (1.04 pounds)尺寸：l 直径：110mm*109mm*50mml 电缆长度：1.5m(5), 电缆直径（3/16”）输出信号信号种类：线性模拟量电压值转换公式：%相对湿度=电压*20精确度：精确度：+/-2%电子时间间隔15ms输出信号范围：0 V 到 5 V DC所需电源可供电压
14、：4 V 到 35 V DC安装固定：直接安装在塔上6）传输系统1 光纤转换器RS232/光纤转换器的技术参数应满足以下要求：a）工作环境温度: -35+ 60b）波特率最高达到115.2Kbpsc）电气接口：DB9孔RS232d）光纤接口：ST接头（座）e）体积小，便于集成安装f）无需用户做参数设置，即插即用g）具有零延时自动收发转换工作机制2 光纤光纤的技术参数应满足以下要求：a）工作环境温度: -40+ 60b）选用9/125m单模光纤光缆，至少8芯c）在光纤两端制作完成ST接头（针）d）松套管材要具有良好的耐水解性能和较高的强度e）松套管材内要有对光纤关键性密封保护的油膏f）传输速度快
15、、距离远、保密性好、抗电磁干扰、绝缘性好、化学稳定性好、损耗低g）金属加强芯有一层PE套管h）具备抗透潮能力的双面皱纹钢带i）具备良好的机械性能和温度特性五、数据传输方案测风数据采集器采用RJ45网络接口，经光纤转换器转换后，通过专有光纤线路将测风塔数据传输至升压站主控室的能量管理平台。测风塔数据与能量管理平台（或监控系统的规约转换器）的数据传输采用ModBUS协议，具体实施方案由承建单位与升压站监控系统设备厂家共同制定。六、气象要素采集的技术要求风电场功率预测系统中气象要素采集技术要求包括测风塔位置、测量高层、测量要素、测量设备、设备安装、测量数据采集、数据上报格式七个方面。2.1 测风塔位
16、置2.1.1 测风塔位置应在风电场5km范围内且不受风电场尾流影响，宜在风电场主导风向的上风向。2.1.2 测风塔数量：根据风电场地形地貌、气候特征和装机容量确定测风塔数量。2.2 测量高层2.2.1 风速风向需要四层测量高层，即测风塔10m、30m高层，风力发电机组的轮毂中心高层和测风塔最高层。2.2.2 温度、湿度、气压需要一层测量高层。2.3 测量要素2.3.1 5min平均风速：每秒采样一次，自动计算和记录每5min的平均风速，m/s。2.3.2风向采样：与风速同步采集的该风速的风向。2.3.3风向区域：所记录的风向都是某一风速在该区域的瞬时采样值。风向区域分16等分时，每个扇形区域含
17、22.5；也可以采用多少度来表示风向。2.3.4气温：每5min采样并记录采集现场的环境温度，。2.3.5相对湿度：每5min采样并记录采集现场的环境湿度，RH%。2.3.6气压：每5min采样并记录采集现场的气压，hPa。2.4 测量设备2.4.1 测风传感器测风传感器应通过气象计量部门的检验，使用期间免维护，无需用户做参数标定。2.4.1.1 风速传感器的技术参数要求a）测量范围:0m/s60m/sb）测量精度: 0.5m/s(3m/s30m/s)c）工作环境温度: -35+60 2.4.1.2 风向传感器的技术参数要求a）测量范围: 0360b）测量精度: 3c）工作环境温度: -35+
18、602.4.2 温度计温度计的技术参数应满足以下要求：a）测量范围: -40+60b）测量精度: 0.52.4.3 湿度计湿度计的技术参数应满足以下要求：a）测量范围: 0100%RHb）测量精度: 3%RH2.4.4 压力计压力计的技术参数应满足以下要求：a）测量范围: 6001100hPa b）测量精度: 0.3hPac）工作环境温度: -40+602.5 设备安装2.5.1 测风塔测风塔结构可选择桁架型或圆管型等不同形式，高度应不低于风力发电机组的轮毂高度。测风塔应在现场环境下结构稳定，风振动小等特点；并具备防腐、防雷电要求。2.5.2 测风传感器2.5.2.1测风传感器应固定在析架式结
19、构测风塔直径的3倍以上、圆管型结构测风塔直径的6倍以上的牢固横梁处，迎主风向安装（横梁与主风向成90），并进行水平校正。风向标应根据当地磁偏角修正，按实际“北”定向安装。 2.5.2.2 安装数据采集器时，数据采集安装盒应固定在测风塔上适当位置处，或者安装在现场的临时建筑物内；安装盒应防水、防冻、防腐蚀和防沙尘。2.5.3 温度计温度计应安装在近地高层百叶箱内。2.5.4 湿度计湿度计应安装在近地高层百叶箱内。2.5.5 压力计压力计应安装在近地高层处。2.6 测量数据采集2.6.1 风速风向 2.6.1.1 风速的采样速率为每秒钟1次，计算5分钟的算术平均值和5分钟的风速标准偏差；以5分钟平
20、均值计算小时平均值。2.6.1.2 风向的采样速率为每秒钟1次，求5分钟的矢量平均值。2.6.2 温度、湿度、气压温度、湿度、气压的采样速率为每10秒1次，计算5分钟的算术平均值。2.6.3 数据采集器数据采集器的技术参数应满足以下要求：a）系统畅通率： 95b）系统工作体制：定时自报c）数据采集器MTBF： 25000 hd）遥测站无日照连续工作时间：15天e）应具有在现场下载数据的功能f）应能完整地保存不低于3个月采集的数据量g）工作环境温度: -40+ 60h）具有防水、耐腐蚀保护箱i）每5min定时自报采集数据报告项目： l 5min内平均风速、标准偏差、极大风速；l 5min内平均风
21、向、标准偏差、极大风速所对应的风向；l 5min的温度、湿度、气压；l 整点时刻的蓄电池电压、充电、机内温度。l 遥测站自动报警：工作状况信息报警。2.6.4 数据采集器供电电源数据采集器的电源设计应保证不间断的可靠供电。可采用蓄电池与太阳能电板的配套供电方式。2.6 测风上报数据记录仪上传数据采用Modbus-tcp/ip协议，上传数据为分每1秒的采样值和5分钟的统计值，下面表中（表一、表二）分别为两种类型数据的上报点。NRG-ipack Access数据点表表一 Scaled Realtime Modbus Register Addresses（实时值点表） 序号数据变量描述Unit /单
22、位Registe变量地址变量类型变量描述备注1实时数据采集时间年3000整型 2节字2实时数据采集时间月3001整型 2节字3实时数据采集时间日3002整型 2节字4实时数据采集时间时3003整型 2节字5实时数据采集时间分3004整型 2节字6实时数据采集时间秒3005整型 2节字7Wind Speed 1 实时值70m风速 m/s3006单精度浮点型4节字 Channel 1 8Wind Speed 2 实时值50m风速 m/s3008单精度浮点型4节字 Channel 29Wind Speed 3 实时值30m风速 m/s3010单精度浮点型4节字 Channel 310Wind Spe
23、ed 4 实时值10m风速 m/s3030单精度浮点型4节字 Channel 411Wind Direction 1 实时值70m风向 1 3014单精度浮点型4节字 Channel 512Wind Direction 2 实时值50m风向 1 3016单精度浮点型4节字 Channel 613Wind Direction 1 实时值30m风向 1 3018单精度浮点型4节字 Channel 714Wind Direction 2 实时值10m风向 1 3020单精度浮点型4节字 Channel 815Temperature实时值温度3024单精度浮点型4节字 Channel 916Air p
24、ressure实时值压力1 hPa3026单精度浮点型4节字 Channel 1017Humidity实时值湿度0.013028单精度浮点型4节字 Channel 1118设备电压值 电压3029单精度浮点型5节字 Channel 12表二 Scaled Realtime Modbus Register Addresses（统计值） 序号数据变量描述Unit /单位Registe变量地址变量类型变量描述备注1统计数据采集时间年5000整型 2节字2统计数据采集时间月5001整型 2节字3统计数据采集时间日5002整型 2节字4统计数据采集时间时5003整型 2节字5统计数据采集时间分5004整
25、型 2节字6统计数据采集时间秒5005整型 2节字7Wind Speed 1 平均值70m风速 m/s5006单精度浮点型4节字8Wind Speed 1 标准偏差70m风速 m/s5008单精度浮点型4节字9Wind Speed 1 最大值70m风速 m/s5010单精度浮点型4节字10Wind Speed 1 最小值70m风速 m/s5012单精度浮点型4节字11Wind Speed 2 平均值60m风速 m/s5014单精度浮点型4节字12Wind Speed 2 标准偏差60m风速 m/s5016单精度浮点型4节字13Wind Speed 2 最大值60m风速 m/s5018单精度浮点
26、型4节字14Wind Speed 2 最小值60m风速 m/s5020单精度浮点型4节字15Wind Speed 3 平均值50m风速 m/s5022单精度浮点型4节字16Wind Speed 3 标准偏差50m风速 m/s5024单精度浮点型4节字17Wind Speed 3 最大值50m风速 m/s5026单精度浮点型4节字18Wind Speed 3 最小值50m风速 m/s5028单精度浮点型4节字19Wind Speed 4 平均值30m风速 m/s5102单精度浮点型4节字20Wind Speed 4 标准偏差30m风速 m/s5104单精度浮点型4节字21Wind Speed 4
27、 最大值30m风速 m/s5106单精度浮点型4节字22Wind Speed 4 最小值30m风速 m/s5108单精度浮点型4节字23Wind Direction 1 平均值70m风向1 5038单精度浮点型4节字24Wind Direction 1 标准偏差70m风向1 5040单精度浮点型4节字25Wind Direction 1 最大值70m风向1 5042单精度浮点型4节字26Wind Direction 1 最小值70m风向1 5044单精度浮点型4节字27Wind Direction 2 平均值10m风向1 5046单精度浮点型4节字28Wind Direction 2 标准偏差
28、10m风向1 5048单精度浮点型4节字29Wind Direction 2 最大值10m风向1 5050单精度浮点型4节字30Wind Direction 2 最小值10m风向1 5052单精度浮点型4节字31Wind Direction 3 平均值备用风向1 5054单精度浮点型4节字32Wind Direction 3 标准偏差备用风向1 5056单精度浮点型4节字33Wind Direction 3 最大值备用风向1 5058单精度浮点型4节字34Wind Direction 3 最小值备用风向1 5060单精度浮点型4节字35Wind Direction 4 平均值10m风向1 50
29、62单精度浮点型4节字36Wind Direction 4 标准偏差10m风向1 5064单精度浮点型4节字37Wind Direction 4 最大值10m风向1 5066单精度浮点型4节字38Wind Direction 4 最小值10m风向1 5068单精度浮点型4节字39Temperature平均值温度5070单精度浮点型4节字40Temperature标准偏差温度5072单精度浮点型4节字41Temperature最大值 温度5074单精度浮点型4节字42Temperature最小值温度5076单精度浮点型4节字43Air pressure平均值压力1 hPa5078单精度浮点型4节
30、字44Air pressure标准偏差压力1 hPa5080单精度浮点型4节字45Air pressure最大值压力1 hPa5082单精度浮点型4节字46Air pressure最小值压力1 hPa5084单精度浮点型4节字47Humidity平均值湿度0.015086单精度浮点型4节字48Humidity标准偏差湿度0.015088单精度浮点型4节字49Humidity最大值 湿度0.015090单精度浮点型4节字50Humidity最小值湿度0.015092单精度浮点型4节字七、北京莱维塞尔介绍北京莱维塞尔科技有限公司是专业从事风能、太阳能发电领域风光测量设备的提供商和服务商。公司的业务
31、范围涉及：风电场前期测风、海上测风、太阳能测量、风电场运行监控、风资源评估软件销售培训、行业专用工具销售等。服务地区遍及中国33个省份和外蒙古、菲律宾等国家，安装测风塔达3200余座。可提供多方位的一系列风力发电、太阳能发电测量解决方案，满足行业各方面的专业需求。北京莱维塞尔美国NRG中国区授权代理商，德国Ammonit测风系统及Windcube激光雷达中国区独家代理商。目前，已建立了风场选址、测风塔安装、测风设备销售及安装、售后服务的成熟工作流程。我公司风资源实时传输系统可以高精度地采集风场的风资源参数，并能将采集到的数据实时传输到SCADA系统中。目前已与中广核、中国风电、华能等公司开展了
32、风资源实时传输系统项目的合作目前主要经营项目及产品：1.NRG设备测风系统：包括测风塔的搭建、测风设备的销售、安装、维护。2.海上测风系统：我公司拥有专用于海上测风、海洋测流设备，目前已经与中海油、国华、中广核、中国大唐、河北建投开展了海上测风项目的合作。3.Windcube激光雷达：移动式、便携式测风设备，可准确测量高达200米的风速、风向等。4.风资源实时传输系统：专用于风场管理及运行监控5.德国太阳能测量系统：可提供总辐射、散射辐射、日照等高精度数据。6.NRG风机偏航传感器：专用于风机偏航控制系统用的NRG风速计、风向标7风资源评估软件（WAsP软件、WindPRO软件）的销售及WAsP软件应用高级培训；8.GPS、罗盘、手持风速计等测风工具。
