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1、风电场监控系统,概述监控系统原理监控系统网络结构监控系统硬件介绍监控系统软件介绍监控系统人机界面演示,1、概述,风电场远方监控系统主要对分布在不同地区风电场的风力发电机组和场内变电站的设备运行情况及生产运行数据进行实时采集和监控，使监控中心能够及时准确地了解各风电场的生产运行状况。明阳风电场监控系统专为明阳1.5MW双馈式变速恒频风力发电机组而开发，同时适用于北方型和南方型机组。通过明阳监控系统，您在监控室就可以查看到各风机的详细参数，如电能，风速，风向，气温，风机压力，风机温度和转速等。还可以查看到历史趋势图，实时趋势图，报警信息，升压站运行状况及报表信息。,通过明阳风电场监控系统还可以对风
2、电场的风电机组进行远程控制，如远程开机，停机，偏航，复位等。远程监控系统使您可以通过网络连接（电话线或宽带），在PC机上执行和中央监控系统相同的功能，而无需安装任何额外的软件。,2、监控系统原理,商用交换机,服务器,可选的冗余服务器,光纤闭环网络1,第二个闭环网络（没有全部画出）,Internet,工业交换机,工业交换机,工业交换机,工业交换机,工业交换机,工业交换机,工业交换机,风机控制器,风机控制器,风机控制器,风机控制器,风机控制器,中央监控室,远程监控室,风机控制器和工业交换机之间采用双绞线网络,中央监控系统一般采用双闭环的网络结构。每个闭环网络支持20台到50台的风电机组。可根据现场
3、安装环境，配置多个闭环网络。每台风电机组配置一台工业级交换机。在服务器机柜中，每个闭环网络也需要配置一台工业级交换机，其型号和每台风电机组配置的交换机相同。图中，红色为光纤网络，蓝色为双绞线网络。,2.1明阳风电场监控系统原理,中央监控系统采用两层结构，即中央控制室结构和风电机组塔基柜监控系统网络部分。,2.1中央控制室部分,中央控制室主要具有下述软件功能：实时数据库历史数据库服务器后台统计和分析计算远程Web监控系统通讯网关OPC Server通讯网关监控风电机组运行的人机界面,中央控制室的硬件配置：中央控制室标准配置，1台服务器计算机和2台操作站计算机。服务器运行上面描述的所有软件功能除了
4、“监控风电机组运行的人机界面”以外的其它软件功能。为了提高系统的性能，可以把历史数据库、远程Web监控系统通讯网关放置在单独的服务器上。服务器可以配置为双服务器冗余，两台服务器都是热备用的，客户端会自动在两台服务器之间自动切换。操作站数量可以按照用户的要求配置为更多数量，每个操作员站的功能完全相同，而不会互相冲突。中央控制室，每个操作站标配一个报警音箱。,2.2 塔基柜监控系统部分,塔基柜监控系统部分主要为一台工业级交换机。交换机电源来自塔基柜控制系统电源。塔基柜工业交换机通过光口连接为一个闭环网络。工业交换机和光纤接线盒安装在塔基柜的左侧柜壁上。工业级交换机和塔基柜控制器之间用双绞线连接。通
5、讯协议采用倍福公司的ADS协议。该协议是基于以太网TCP的高层协议。,3、监控系统网络结构,通常采用双闭环网络结构。系统支持更多数量的闭环网络，每个闭环可连接20台到50台风电机组。,闭环网络自愈原理（一）,上图中，如果交换机1和交换机2之间的所有网络断开，则所有原来通过交换机1和交换机2之间的通讯能够通过交换机1交换机4交换机3交换机2来获得，所有的切换过程不要人工干预，而且不会丢失任何通讯数据。,所以，闭环网络中任何一点断开都对网络通讯没有任何影响。,闭环网络自愈原理（二）,光纤连接可采用如下方式：-直埋铠装光缆-架空电力光缆（ADSS）通讯距离：-单模40km-多模5km,闭环网络自愈原
6、理（三）,闭环光缆安装模式有两种：-风电机组成排状分布的安装模式-风电机组成闭环型分布的安装模式,闭环型分布的风电机组,商用交换机,服务器,可选的冗余服务器,工业交换机,工业交换机,闭环1,闭环2,成排状分布的风电机组,服务器,可选的冗余服务器,4、监控系统硬件介绍,监控系统主要元器件：服务器，商业级交换机，工业级交换机，服务器机柜，UPS电源，操作员站计算机等,4.1 服务器配置要求,CPU:Xeon 2.5G内存：2G硬盘：不少于250G的两个相同硬盘，组成RAID-1冗余阵列。永远保持两个硬盘一致。一个硬盘损坏，可以重新构建新的一个硬盘。以太网：2个1000M以太网口。一个连接客户端，另
7、外一个连接风电机组闭环网络。显示器：17寸液晶标配键盘，鼠标,4.2 商业级交换机技术参数,目前采用3Com Baseline 2016(3C16470)商用交换机，其基本参数如下：,4.3 工业级交换机,工业级以太网交换机支持自愈型闭环，闭环冗余切换时间小于100毫秒2个光口、3个电口；2个光口形成光纤闭环以太网络DIN导轨安装双电源输入工业级运行环境振动冲击：IEC60068防护等级：IP30操作温度：060 存储温度：-4085湿度：5%95%(无凝露)电磁兼容要求：EN61000等级3,4.4UPS不间断电源,在线式或者在线互动式单相输入，容量为1250VA，实际功率达到1100W电池
8、后备1个小时主机和后备电池都采用机架式安装主机内置带小型液晶显示器，可以显示运行状态，例如梅兰日兰的UPS,4.5操作员站计算机,单核或者双核CPU512M内存19寸液晶显示器硬盘容量为标准配置具体配置以技术协议为准。,4.6服务器机柜,19寸标准服务器机柜(600W*1000D*2000H)黑色喷塑带键盘和显示器托架底部带移动滚轮,5、监控系统软件介绍,软件主要分为三个层次驱动程序数据采集层数据库层，包括历史数据库和实时数据库中央控制室人机界面层和远程Web监控层,5.1监控系统软件原理图,历史数据库,风电机组控制器数据通讯BeckHoff PLC驱动,风电机组控制器1,风电机组控制器1,风
9、电机组控制器1,中央控制室人机界面模块,远程监控通讯代理转发,远程监控系统浏览器界面控件,实时数据库,数据采集层,数据库层,人机界面层,5.2监控系统软件功能（一）,监视风电机组运行状态监视整个风电场的运行状态风电机组运行模式：并网、急停、维护等风电机组运行参数：有功、无功、转速等风电机组报警信息显示风电机组控制风电机组启停控制风电机组维护模式控制,软件功能（二）,趋势图全场趋势图每台风电机组趋势图趋势图标签点和时间可以配置可以在同一幅趋势图中对不同时段的数据进行比较，例如可以比较今天和昨天的功率曲线报警报警记录显示报警数据记录保存区分不同的报警区,软件功能（三）,风电机组运行报表日报表、周报
10、表、月报表、年报表风电机组报警音响采用音箱实现语音报警，不需要预先录制语音，根据文本文字直接读出，具有非常大的灵活性优秀的历史数据保存性能保存20年，开关量实时保存，模拟量大约每隔10秒保存一次，用户可以设置保存的间隔时间和保存精度，系统可以达到毫秒级时钟保存,软件功能（四）,风电场发电量的数据统计发电量数据统计。风速、温度等平均值处理等风电机组可利用率分析风电机组功率保证曲线风电机组各种停机故障原因查询功能,5.3监控系统软件主要性能,同时监控100台风电机组，每台风电机组600个标签点数据长期保存历史数据，不少于20年数据刷新率刷新率等于数据采集时间和监控系统软件内部通讯时间数据采集时间3
11、秒软件内部通讯时间100毫秒历史数据查询时间：查询一个标签点的一天内历史数据记录所用时间为150毫秒,5.4监控系统主要界面,风电场主界面各台风电机组界面报警画面趋势图操作控制界面变电站界面监控系统网络界面,6、监控系统人机界面演示,风电场监控系统人机界面操作说明,明阳风电场监控系统主要通过人机界面来实现操作者与风电机组的互动。几个主要的用户友好画面构成了人机界面的主体，通过这些画面您可以实现对远方风电场全场风电机组的运行状况进行监视控制。,1、主要人机界面,主画面风电机组状态画面趋势图画面报警画面监控网络画面升压站画面运行报表画面,2、主画面（一）,主画面（二）,明阳风电场监控系统在启动时，
12、被设置为自动进入主画面界面，且在日常的使用中，系统多数时间都被置于主画面显示，使操作者可纵观全局，对全场风电机组的运行情况一目了然。,主画面（三）,系统主画面主要包括三个部分，即上方工具条，下方工具条，和中间的风机图标。除此之外，系统告警信息也能够在主画面中得以实时显示。上方工具条和下方工具条作为通往各画面的主要窗，被设计在所有画面中，为您实现了在各画面之间的自由切换。,主画面（四）,上方工具条为您进入各主要画面查看相关信息提供了可能。您只需简单的用鼠标单击上方工具条中的相应的图标，系统即可切入到其对应的画面。上方工具条含有10个图标。其中有系统时间显示，主画面，风机状态，趋势图，报警，监控网
13、络，升压站，运行报表，用户切换，退出系统。当系统进入某画面时，其对应的上方工具条图标字体将变为黄色。下方工具条则为您提供了一些重要参数的监测显示。通过下方工具条您可以很直观的查看到一些重要参数实时值，如全场总有功功率，总无功功率，平均风速，运行风机数，待机风机数，检修风机数，故障风机数，本日发电量统计和累计发电量统计。主画面中间部分的风机图标的分布和风场实际分布一致。每个风机图标代表其对应风机编号的风电机组。风机图标还可以显示该风机当前状态，风机所在地风速，及风机功率信息。如果您要查看某台风机的详细信息，请在该风机图标处单击鼠标左键，系统将进入该风机运行状态画面。,3、风电机组状态画面（一）,
14、风电机组状态画面（二）,同样我们通过上方工具条的风机状态图标即可进入到默认的1#风机状态画面，如上图所示。您可以从该画面上很直观的看到风电机组各部分主要参数当前值及其状态。在画面的左下方有三个蓝色按钮和三个白色按钮。通过三个蓝色按钮,可以进行机组控制窗口，机组数据，趋势图画面之间的切换。,风电机组状态画面（三）,机组控制窗口主要包括三部分，分别为机组控制区，偏航系统控制区，复位区。在机组控制区,您可以对风电机组进行远程启动停止控制。在偏航系统控制区，可以对风机进行偏航控制，控制内容包括：手动/自动偏航切换，顺时针开始偏航、逆时针开始偏航、停止偏航。复位区包含状态码和安全链的复位按钮。,风电机组
15、状态画面（四）,鼠标单击机组数据按钮，可以进入风机标签点状态查询画面。在该画面，您可以通过上一页，下一页按钮来进行上下翻页，查看当前风电机组的所有标签当前值。通过风机状态按钮来返回到风机状态画面。,风电机组状态画面（五）,同样，通过蓝色趋势图按钮可以进入该风机趋势图画面。有关趋势图的详细介绍请查看趋势图画面部分。三个白色按钮，可以用来选择不同的风机状态画面。您只需用鼠标点击前一台或后一台按钮,就可以按顺序移动。或者点击手动指定按钮，在弹出的对话框中输入您想要查看的风机编号。,4、趋势图画面（一）,趋势图画面（二）,用鼠标点击上方工具条的趋势图图标，系统即进入全场风机趋势图画面。从风机状态画面也
16、可以进入趋势图画面。但不同的是，从风机状态画面进去的是指定某台风机的趋势图画面,，而从上方工具条进去的是全场趋势图画面。当然，它们之间同样具有灵活切换的特点。从全场风机趋势图中，可以查看6个标签点在某段时间内的发展趋势。这6个标签点分别是风电场平均风速，全场风机本日发电量统计，整个风电场总功率，全场总无功，总发电量和电网电流A。它们被列于趋势图下方，在其右边分别列出了对应于各标签点的下限值，上限值，单位，当前值及相对滞后时间。如下图所示，当您用鼠标在趋势图时间轴上拖动时，在下方的相对滞后时间列会显示鼠标所在时间点的对应标签点的历史数据。用鼠标点击不同的标签点，则显示不同标签点趋势图。,趋势图画
17、面（三）,趋势图画面（四）,趋势图画面下方10个黄色按钮的作用分别为（从左到右）：是否显示所有标签点标尺，缩小时间轴到现有时间轴的50，扩大时间轴到现有时间轴的两倍，起始时间前移当前时间轴两倍的时间，起始时间前移当前时间轴50的时间，起始时间后移当前时间轴两倍的时间，起始时间后移当前时间轴50的时间，时间轴停止漂移切换，刷新，设定起始时间。从趋势图画面下方的蓝色按钮可以进入到相应单台风机的趋势图画面。如以10号风机为例，在10号风机趋势图按钮处单击鼠标左键，即进入下面10号风机趋势图画面。,趋势图画面（五）,5、报警窗口（一）,报警窗口（二）,鼠标单击上方工具条的报警图标，系统带您进入报警画面
18、。在上方工具条的报警图标中有三个颜色不同的指示灯。当系统有未确认的高优先级报警发生时，红色指示灯闪烁；当系统有未确认的中优先级报警发生时，橙色指示灯闪烁；当系统有未确认的低优先级报警发生时，黄色指示灯闪烁；直到未确认的相应优先级的报警全部被确认后，其相应的指示灯才停止闪烁。在有未确认的中优先级或高优先级报警发生时，指示灯闪烁的同时，系统还发出告警提示声音。,报警窗口（三）,以上画面显示了报警事件的详细信息，其内容包括对象类型，标签名，标签描述，报警状态，优先级，起始时间，结束时间，确认否，单位和当前值。画面可显示的报警信息还包括ID，报警区，DeviceID,MemBlockID,报警值，具体
19、画面显示哪些报警信息，可以由用户按需要来指定。,报警窗口（四）,在报警处单击鼠标右键，如下图出现下拉菜单，有确认报警，删除报警和过滤选项。在确认报警和删除报警下又有本页报警，选中报警，所有报警，低优先级，中优先级，高优先级选项，在相应的选项处单击鼠标左键，系统则执行确认或删除该选项报警动作。,报警窗口（五）,报警窗口（六）,在过滤选项处单击鼠标，系统弹出报警属性配置对话框。对话框中有5项过滤条件，分别为标签源类型，报警状态，报警优先级，报警区，确认状态。用户可以通过该报警属性配置对话框来定制要显示的报警类型。,报警窗口（七）,下面的报警属性配置对话框已被厂家设置如下所示。该配置只能在系统编辑模
20、式下修改。未经允许的情况下，请勿随意修改。,6、监控网络窗口（一）,监控网络窗口（二）,用鼠标单击上方工具条中的监控网络图标，系统即带您进入一个直观而生动的监控网络结构画面。通过该画面可以监视到风电场各环路中每台交换机之间及交换机和控制器之间的网络连接状态。图中棕色接线表示双绞线连接，墨绿色接线则表示光纤连接。当某处连接断开以后，则连接线变为灰色。,7、升压站窗口（一）,升压站窗口（二）,单击上方工具条的升压站图标，系统进入升压站画面。升压站为您展示了风电场电气接线图。由此，您可以监视到各电气设备的运行情况。不同的项目其电气接线图也各不相同。,8、报表窗口（一）,通过上方工具条的运行报表图标，
21、首先进入的是昨日数据报表画面。昨日数据报表被设计具有全场平均速度，全场总功率，每台风机功率的整点数值显示功能。在画面下方的四个蓝色的按钮，是进入年报表，月报表，周报表，日报表的的入口。,报表窗口（二）,报表窗口（三）,用鼠标单击年报表，进入年报表画面。如下图所示：,报表窗口（四）,单击画面右边的输入年份按钮，在弹出的对话框中输入想要查询报表的年份后，单击OK。然后点击生成报表按钮，画面即显示该年份的报表信息。其中包括每台风机的每月发电量和运行时间的统计显示，及全场发电量的每月统计显示。,报表窗口（五）,点击导出报表按钮，可以将当前报表信息导出为EXCEL格式的文档。鼠标单击月报表按钮，进入月报
22、表画面。同样，通过输入年份和输入月份按钮在弹出的对话框中，键入您想要查看报表时间的年份和月份，然后单击生成报表按钮即显示该月的月报表。报表信息包括每台风机每天发电量和运行时间的显示，及全场发电量每天的统计显示。类似的周报表显示的是输入时间前一周每天的报表信息，日报表显示输入时间当天每小时的信息统计。所有报表都具有导出报表功能，及报表之间任意切换的功能。,8、用户切换,上方工具条用户切换图标用来切换系统用户。按照系统自动提示进行用户切换。当用户切换成功，同时用户权限也被切换。,9、系统退出,系统在编辑模式下和运行模式下退出方式不同。在编辑模式下关闭系统主管理器，即可关闭系统所有相关的程序。若想在运行模式下退出系统，则只能通过点击上方工具条中的退出系统图标来实现。,
