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紫金橋軟件風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控解決方案
背景分析：
隨著地球常規(guī)資源的日益匱乏，新能源慢慢被各國(guó)政府列位了未來(lái)重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容，新能源主要包括水能、風(fēng)能、核能、地?zé)岷蜕锬茉�。�?017年底，為了應(yīng)對(duì)金融危機(jī)，中國(guó)政府提出了新增4萬(wàn)億投資及十大行業(yè)的振興計(jì)劃，特別將加強(qiáng)新能源建設(shè)，作為新能源的代表風(fēng)電將在今后五到十年里被重點(diǎn)扶植。我國(guó)風(fēng)能資源豐富，儲(chǔ)量32億千瓦，可開(kāi)發(fā)的裝機(jī)容量約253億千瓦，居世界首位，在政府大力支持，積極推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相信不久的將來(lái)，中國(guó)的風(fēng)力發(fā)電將成為其主要的供電來(lái)源之一。
在信息化與自動(dòng)化融合的今天，風(fēng)力電廠的自動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)自然離不開(kāi)軟件的支撐，基于此，我們提出了基于紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)電機(jī)組及電力傳輸?shù)淖詣?dòng)監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造過(guò)程中，機(jī)組物理距離，現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾等該行業(yè)獨(dú)有的特點(diǎn)成為了考驗(yàn)不同廠商工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備性能的分水嶺。
系統(tǒng)組成：
1、風(fēng)力發(fā)電配電系統(tǒng)：
與火電和電相比，風(fēng)力發(fā)電站的配套設(shè)施較少，用電設(shè)備也少，所以一般很少給風(fēng)力發(fā)電站提供專用的配電電源，特別是在風(fēng)力發(fā)電的塔筒內(nèi)，都是由塔筒內(nèi)部690V母線經(jīng)過(guò)降壓變壓器降壓后得到配電電源，供照明以及監(jiān)測(cè)設(shè)備等一些用電器使用。
2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)：
一般來(lái)說(shuō)，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)包括眾多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，分布在發(fā)電田中。發(fā)電機(jī)組頂部的渦輪發(fā)電機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)電，前端是可調(diào)整角度的風(fēng)葉，系統(tǒng)可以根據(jù)不同的風(fēng)力狀況來(lái)調(diào)整風(fēng)葉的傾斜度。風(fēng)葉的軸與一個(gè)齒輪箱相連，齒輪箱完成提升轉(zhuǎn)速來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。每臺(tái)發(fā)電機(jī)組都配備一個(gè)由工控機(jī)和PLC組成的控制箱。PLC負(fù)責(zé)采集風(fēng)速、風(fēng)向及與此相關(guān)的空氣壓力、空氣溫度和空氣濕度，軸轉(zhuǎn)速和其他相關(guān)數(shù)據(jù)。通過(guò)偵測(cè)風(fēng)向，控制系統(tǒng)便會(huì)調(diào)整齒輪，使風(fēng)葉轉(zhuǎn)向適當(dāng)角度以充分利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。
發(fā)電田中的所有的渦輪發(fā)電機(jī)組都連接在同一個(gè)局域網(wǎng)中，各個(gè)發(fā)電機(jī)組頂端的控制箱均使用以太網(wǎng)和塔底部的光纖網(wǎng)絡(luò)連接。該環(huán)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制站相連形成一個(gè)冗余環(huán)網(wǎng)。遠(yuǎn)程控制站采用紫金橋前置數(shù)據(jù)采集軟件RealScada實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，并分析搜集到的數(shù)據(jù)，從而調(diào)整發(fā)電機(jī)組參數(shù)，并向操作人員和維護(hù)人員提供報(bào)警信息。同時(shí)負(fù)責(zé)將搜集到的數(shù)據(jù)向上傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)的管理和上層應(yīng)用。
3、風(fēng)力發(fā)電電能傳輸系統(tǒng)：
整體解決方案還包括風(fēng)電機(jī)組將電力系統(tǒng)傳輸?shù)诫娏偩�上的傳輸監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)報(bào)表、趨勢(shì)分析等。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：
基于紫金橋軟件的風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控解決方案實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層數(shù)據(jù)的采集并通過(guò)光纖以太網(wǎng)傳輸至主控室的上位機(jī)操作員站（紫金橋數(shù)據(jù)采集控制計(jì)算機(jī)，以下簡(jiǎn)稱控制站），實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)場(chǎng)某風(fēng)田區(qū)域的監(jiān)控，并能為中心服務(wù)器提供數(shù)據(jù)支持，系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)。
系統(tǒng)軟件部分實(shí)現(xiàn)如下功能：
1、數(shù)據(jù)采集：
系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制站可提取PLC采集到的數(shù)據(jù)，包括風(fēng)速、風(fēng)向及與此相關(guān)的空氣壓力、空氣溫度和空氣濕度，軸轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和其他相關(guān)數(shù)據(jù)，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(tǒng)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示(各機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如每臺(tái)機(jī)組的瞬時(shí)發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量、發(fā)電小時(shí)數(shù)、風(fēng)輪及電機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)速、風(fēng)向等)，顯示方式有圖形界面，曲線，報(bào)表，數(shù)字值等形式，界面直觀，操作簡(jiǎn)單，不同機(jī)組采用樹(shù)形導(dǎo)航切換。圖形界面在控制站和中心服務(wù)器都得以實(shí)現(xiàn)。
3、報(bào)警系統(tǒng)：
系統(tǒng)能夠及時(shí)顯示風(fēng)電組運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的故障，包括故障前的預(yù)警，系統(tǒng)可顯示故障的發(fā)生時(shí)間及故障類型，通過(guò)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(shí)處理及消除故障，保證風(fēng)電機(jī)組的安全和持續(xù)運(yùn)行。例如為了提高安全性所有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都安裝了防雷電系統(tǒng)，當(dāng)塔身濕度超標(biāo)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警，并自動(dòng)開(kāi)啟除濕裝置，嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)需人為操作時(shí)提前告知操作員。
4、故障處理
：系統(tǒng)提供故障處理機(jī)制，通過(guò)預(yù)先設(shè)置處理辦法，解決一些容易出現(xiàn)的常規(guī)問(wèn)題，例如當(dāng)電壓超標(biāo)的情況下，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟變壓裝置，當(dāng)調(diào)節(jié)到正常值后，變壓裝置自動(dòng)關(guān)閉。在顯示故障時(shí)，能顯示出故障的類型及發(fā)生時(shí)間，并提供多種的提示方式。
5、設(shè)備管理：
系統(tǒng)除了可以對(duì)各風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，還可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，如開(kāi)停機(jī)組、手/自動(dòng)控制以及大/小發(fā)電機(jī)工作等情況，通過(guò)各風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)了解整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行情況。
6、電力管理：
系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)集中控制。并對(duì)發(fā)電電力進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)電時(shí)間，累計(jì)發(fā)電等，值班員在集中控制室內(nèi)，只需對(duì)標(biāo)明某種功能的相應(yīng)鍵進(jìn)行操作，就能對(duì)下位機(jī)進(jìn)行改變?cè)O(shè)置狀態(tài)和對(duì)其實(shí)施控制。如開(kāi)機(jī)、停機(jī)和左右調(diào)向等。該操作同時(shí)具有權(quán)限管理，以保證整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行安全。
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7、動(dòng)態(tài)增加機(jī)組
系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)增加機(jī)組功能，真正實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)增加、修改、刪除風(fēng)電機(jī)組，極大的提高了系統(tǒng)監(jiān)控的運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性。動(dòng)態(tài)增加機(jī)組需要具有操作權(quán)限的人方可操作。
紫金橋軟件風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控解決方案 [篇2]
一．現(xiàn)場(chǎng)概述
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，客戶現(xiàn)場(chǎng)有45塊智能電表，已經(jīng)連接到局域網(wǎng)中，通過(guò)松下dlu的模塊，將45塊儀表的各項(xiàng)參數(shù)以mewtocol協(xié)議(以太網(wǎng))的方式發(fā)布出來(lái)。生產(chǎn)車間有10條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線均有生產(chǎn)監(jiān)控管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。紫金橋軟件可以同步連接所有電表，并和生產(chǎn)監(jiān)控管理軟件進(jìn)行互通，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、匯總、分析。
二．客戶的大致要求
1.實(shí)時(shí)顯示各表所測(cè)得的瞬時(shí)功率數(shù)值，能夠形成實(shí)時(shí)曲線圖，刷新頻率1分鐘。
2.每臺(tái)表測(cè)得的單位時(shí)間的實(shí)時(shí)用電量（抄見(jiàn)數(shù)，以及單位時(shí)間用電量），能夠形成單位時(shí)間電量的柱形圖。
3.每臺(tái)表測(cè)得的單位時(shí)間用電量數(shù)據(jù)，形成報(bào)表。
4.生產(chǎn)線的產(chǎn)品、規(guī)格與電能消耗進(jìn)行對(duì)比，考核生產(chǎn)線的能耗效率。
三．系統(tǒng)基本功能及系統(tǒng)框架
系統(tǒng)基本功能如下：
現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集
實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)的電表的各個(gè)數(shù)據(jù)。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)仿真顯示
可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電表的分布，以分布圖的方式仿真顯示每個(gè)電表的位置，直觀顯示各電表數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以提供列表集中顯示；
高效歷史數(shù)據(jù)處理
可以通過(guò)監(jiān)控軟件自身的過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)高效處理歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高精度、高壓縮比的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
靈活的歷史查詢方式
紫金橋軟件支持報(bào)表、曲線、直方圖等多種模式查詢歷史數(shù)據(jù)；
報(bào)表查詢
可以通過(guò)報(bào)表查詢歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并可以通過(guò)固定的報(bào)表格式(日表、月報(bào)、年報(bào))進(jìn)行查詢。報(bào)表自身可以單元格為單位設(shè)置顏色、背景、格式和腳本動(dòng)畫(huà)；報(bào)表支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出，打印、打印預(yù)覽、可以靈活設(shè)置打印參數(shù)，同時(shí)報(bào)表還支持關(guān)聯(lián)其他關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等多種功能；
曲線查詢
可以查詢單臺(tái)或者多臺(tái)電表的功率等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線或者歷史曲線；
報(bào)警記錄
系統(tǒng)具有完備的報(bào)警管理功能，用戶可以設(shè)定報(bào)警參數(shù)，分區(qū)域或者時(shí)間段，按等級(jí)查詢報(bào)警記錄。
安全管理
管理員可以設(shè)定相關(guān)操作人員的權(quán)限，具有不同權(quán)限的操作人員可以執(zhí)行不同的操作。
遠(yuǎn)程監(jiān)視和查詢
管理人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)查詢現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，第一時(shí)間掌握相關(guān)數(shù)據(jù)信息；
圖表查詢
系統(tǒng)提供柱狀圖、餅圖等多種數(shù)據(jù)查看方式；
統(tǒng)計(jì)報(bào)表
自動(dòng)對(duì)比同一時(shí)間段內(nèi)不同儀表(或部門)的狀態(tài)數(shù)據(jù)； 自動(dòng)對(duì)比同一儀表(或部門)不同時(shí)間段內(nèi)的狀態(tài)數(shù)據(jù)；
生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集
系統(tǒng)將和生產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)接，采集每條生產(chǎn)線的當(dāng)日產(chǎn)量、產(chǎn)量型號(hào)等生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)；
電能數(shù)據(jù)發(fā)送
生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以直接采集本系統(tǒng)中每條生產(chǎn)線上的電能數(shù)據(jù)，并在生產(chǎn)線屏幕展現(xiàn)；
生產(chǎn)能效統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)自動(dòng)將每條生產(chǎn)線產(chǎn)量、產(chǎn)品規(guī)格和電能消耗進(jìn)行比對(duì)分析，可以按日、月、年等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)展現(xiàn)分析，考核每條生產(chǎn)線的能耗效率。
系統(tǒng)架構(gòu)
考慮到選用不同的系統(tǒng)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)不同的附加功能要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，初步確定如下幾種可選的系統(tǒng)架構(gòu)單機(jī)普通模式、單機(jī)統(tǒng)計(jì)模式、聯(lián)網(wǎng)普通模式、聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)模式。
單機(jī)模式架構(gòu)圖如下所示：
聯(lián)網(wǎng)模式架構(gòu)圖如下所示：
總結(jié)
企業(yè)原系有系統(tǒng)操作不便、功能單一、報(bào)表功能不足，特別是無(wú)法和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接，不能有效進(jìn)行能效分析和管理。采用紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件，連接現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備，并和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接，構(gòu)建整套電能綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集每塊儀表的各項(xiàng)參數(shù)，及時(shí)了解到每塊儀表的耗電量，以及功率的波動(dòng)，并采集每條生產(chǎn)線的相關(guān)產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)分析，減輕了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作效率，并且將整個(gè)生產(chǎn)能耗數(shù)字化，便于企業(yè)的管理和成本分析，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的最大化。
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