活動鏈接：2013年控制網行業專題---發展新能源更要做好能源管理

   作者：研華（中國）有限公司 電力行業經理 韋志平

   當今，全球能源供應緊張，環境問題日益突出，綠色新能源異軍突起。風能作為可再生的清潔能源，發展風力發電對于調整能源結構，節能減排，減少環境污染，改善生態環境等方面都有十分重要的現實意義。

  1. 風電生產信息管理系統應用的背景

   在煤炭、石油等常規能源逐漸枯竭的背景下，風力發電產業得到國家的大力扶持，在近幾年獲得了巨大的發展。縱觀各處的風電場，通常有以下幾個行業特點：

A大部分都處在不僅地廣人稀而且環境還很惡劣的地方
B發電系統相對簡單，自動化程度高
C風電場發電機組一般是一個（或少數）廠家制造，因此同型設備很多，規范相同并且備件相互替代
D風電場現場運維人員少，生產運營處于集約化
E單組風力發電機組安裝周期短，能快速并網發且風力發電公司、風電場基建整體跨度時間長電，因此基建、生產長期并存
F風力發電集團一般下轄多處風力發電公司和風力發電分場，管理模式為多級管理體系，集團化運營

  鑒于風力資源本身特點，以及上述行業特點，如何有效地對風力發電機進行監控，以確保風電場安全、可靠、經濟地運行至關重要。

  2. 研華及時推出基于web的風電場生產信息管理系統(WPMS)

  研華是一家全球領先的網絡平臺服務供應商。經過20多年的發展，已經在網絡平臺服務市場中積累了豐富的經驗，并為全球用戶提供全面的系統整合硬件、軟件、客戶服務、全球后勤支持和電子商務基礎設施等解決方案。

  風電企業在現有高速膨脹的發展期，需要即保證企業的快速擴張，又要保證企業的可持續經營發展。將傳統的生產型管理轉變為市場化、專業化管理，保證發電運行的安全性和高效性、降低成本、提高發電小時數、增強企業效益，為企業以后的發電并網提高上網競爭力。研華及時推出WPMS：

   WPMS(即Wind Power Management System)，是由研華(中國)有限公司研制的專門針對風場的生產管理系統，是基于研華WebAccess并且跟研華WebAccess融為一體的集風電廠監控，數據采集和風場管理的信息系統，該系統基于面向對象開發，遵循IEC61850、IEC61400-25等國際標準，通過Microsoft Asp.net語言實現，采用Microsoft SQL Server或 Oracle數據庫存儲各類數據，集成風機遠程控制、綜合數據查詢、風機故障分析等功能，支持電力系統多種類型通訊規約，模塊化系統設計，具有良好的可擴展性。

  3. WPMS系統架構與實際應用

   WPMS將風電場的風機控制系統、升壓站監控系統、視頻監控數據通過統一的數據訪問接口，實時上傳到公司/集團總部，建立風電集團中心數據庫，實現對風電場遠程監控。通過企業內網門戶統一登錄，為風電集團內的所有關聯部門、員工、角色提供統一、協同的工作平臺。

  3.1 WPMS(SCADA部分)

  WPMS采用研華獨立開發的完全基于Web的自動化組態軟件WebAccess，采用多線程的程序設計，完成數據的采集、數據存儲和處理、配置維護、狀態監視等功能，可同時完成對多個主站系統的通訊以及對多個風機監控系統的采集任務，并且可在短時間內將采集的數據集中，數據均帶時標存儲，從而保證數據的實時性、準確性、完整性。可以使用OPC服務器接口訪問不同風機廠家的風機監控系統，以獲取風機信息。OPC規范已被大多數廠商接受，不同廠商只要遵循OPC技術標準就可以實現軟硬件的互操作性，目前絕大多數的風機監控系統均支持通過OPC服務器接口訪問風機數據。因此使用OPC服務器接口可以屏蔽不同廠家監控技術的差異，解決了風電場種類繁多的風機信息的獲取問題。

  3.2 WPMS主要功能

   風機的實時數據采集顯示分析存儲：如狀態、功率、風速、電壓、電流、溫度和報警 
  風機歷史數據的長期存儲，可查詢指定歷史日期的機組運行信息
  對一個或一組風機、氣象儀表和變電站的遠程控制和監測，如開機停機偏航復位等操作
  綜合報告生成模塊：文本和圖表形式的發電廠性能報告，生產率報告，可利用率計算
  100%Web標準下的基于用戶的圖形用戶界面
  可定制友好的訪問界面
  可定制的訪問頁面的安全登錄
  風場級別的產能控制
  可定制友好的訪問界面
 靈活的報告導出打印方案，方便客戶保存自己所需數據
 為客戶提供高級數據庫接口
  風機數據信號可通過標準OPC接口導入到客戶的集成監控系統之中
 良好的解決方案可維護性和可升級性
  通過E-mail或SMS進行報警通知
  數據庫存儲時間間隔自由設定
  冗余設計，保證各類數據100%完整性
  集成視頻監控系統和安防系統
  集成風機振動在線監測系統
  通過網絡或專線通道對其進行在線的遠程維護及升級
 支持各種手機和平板電腦等移動設備，及時精準了解生產實時情況數據，為決策者提供最可靠的決策依據
  報警信息和事件記錄的實時表現及在線確認
 免費的客戶端授權
 多疊式網絡安全體系
 分布式結構體系
 通過WebAccess提供的Web服務及域名解析，端口映射等功能允許用戶遠程對系統進行維護和更新
 通過WebAccess提供的基于矢量格式的Web畫面具有自適應縮放功能，支持各種分辨率顯示

  3.2 WPMS成功應用

  WPMS已經成功部署實施在某風電企業監控中心，通過集群風電生產管理系統為多風場業主提供訪問權限與控制權限。系統主要分為實時監控與歷史數據管理兩部分功能，實時監測能夠動態刷新數據并及時顯示給用戶，并且提供了友好的界面遠程控制風電機設備。歷史數據管理部分主要體現在報表管理，可以根據用戶的不同需求提供不同類型、功能豐富、美觀的報表。考慮到便捷辦公，本系統推出WPMS for mobile功能，管理層等有權限的用戶可以隨時通過移動設備訪問該系統。
 
             
                           圖1 研華風電場生產信息管理系統整體解決方案
  
              
                         圖2 研華風電場生產信息管理系統部分界面
  
               
                           圖3 WPMS for mobile

  4. 結論

  WPMS基于一個先進的、可靠的SCADA(Advantech WebAccess)平臺，可輕松實現不同異構的風機，變電站和外部氣象站等其它監控系統的數據交換，在現場發生故障時，有效降低反應時間，從而降低運行成本。通過一個中央服務器來控制整個風電場數據的連續采集、存儲和智能處理，可以使您在世界上的任何一個地方優化風機生產狀況，監測性能，并生成詳細的定制報告。研華風電場生產信息管理系統在風場中的應用，重點在于如何全面幫助風電企業實現專業化管理，安全和高效性運行、降低成本、增強企業效益，保障電網安全穩定運行。