2MW风力发电监控系统.ppt

1、2MW风力发电监控系统报告人：佘慎思2011年7月上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd1.Scada系统介绍2.2MW风力发电监控系统的开发平台3.2MW风力发电监控系统结构4.2MW风力发电监控系统功能5.2MW风力发电监控系统的通讯方式6.2MW风力发电监控系统风场模板化配置内容上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,LtdScada系统介绍Scada(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系

2、统。以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，实现数据采集、设备控制、参数调节以及各类信号报警等各项功能。风力发电Scada 系统的目标是对现场运行的风电设备进行监视和控制。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd1.Scada系统介绍2.2MW风力发电监控系统的开发平台3.2MW风力发电监控系统结构4.2MW风力发电监控系统功能5.2MW风力发电监控系统的通讯方式6.2MW风力发电监控系统风场模板化配置内容上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power

3、 T&D Co.,Ltd2MW风力发电监控系统的开发平台2MW风电Scada系统的开发平台采用北京三维力控组态软件。开发平台内置了大多数所需的控件，也包含了功能强大的数据库。本平台最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。开发平台提供了许多控制器厂商的通讯协议，特别是对B&R主控制器的通讯协议Modbus及对Beckhoff主控制器通讯协议ADS的支持。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Pow

4、er T&D Co.,Ltd1.Scada系统介绍2.2MW风力发电监控系统的开发平台3.2MW风力发电监控系统结构4.2MW风力发电监控系统功能5.2MW风力发电监控系统的通讯方式6.2MW风力发电监控系统风场模板化配置内容上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd2MW风力发电监控系统结构上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd1.Scada系统介绍2.2MW风力发电监控系统的开发平台3.2MW风力发电监控系统结构4.2MW风力发电监控系统功能5.2MW风力发电

5、监控系统的通讯方式6.2MW风力发电监控系统风场模板化配置内容上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd2MW风力发电监控系统功能实时数据交换数据处理与储存跨系统通讯双机冗余切换数据的图形化显示故障报警用户权限及操作上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd实时数据交换通过数据采集驱动实时采集每台风机主控制器上的模拟、数字等变量信息，并且显示每一台风力发电机组的运

6、行状态。通过通讯协议把开关量写入风机控制器，操作每台风机或整个风场的启动、停机及复位动作。通过通讯协议把模拟量写入风机控制器，操作每台风机或整个风场的功率因数和转矩。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd数据采集的变量表机舱振动传感器X 电网A相电压齿轮箱低速轴承温度偏航解缆被激活复位控制机舱振动传感器Y 电网B相电压齿轮箱高速轴承温度自启动开启动控制机舱振动有效值电网C相电压齿轮箱油温维护模式开关激活停止控制风速电网A相

7、电流齿轮箱冷却水水温故障信号（全部错误）风速30秒平均值电网B相电流发电机绕组U温度1变换器运行风速10分钟平均值电网C相电流发电机绕组V温度1变换器复位风向电网有功功率发电机绕组W温度1报警信号风向60秒平均值电网无功功率发电机轴承温度（A）偏航位置电网频率发电机轴承温度（B）风轮转速电网功率因数发电机冷却风扇进口温度发电机冷却风扇出口温度发电机转速电网累计发电量 环境温度机舱温度主系统压力当前程序模式的序号变桨平均位置上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd数据储存与处理实时数据中的需要记录的每一个检测点的数据发生变化时，系

8、统将发生变化的数值和时间转存入历史数据库。系统能够实现数据统计、存储、分析、报表、曲线、打印等多种功能，其中最重要的一些数据图表有功率曲线、风玫瑰图、故障情况统计表等等。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd数据保存的变量表风速30秒平均值风向60秒平均值电网累计发电量发电机轴承温度（A）发电机轴承温度（B）电网功率因数电网有功功率齿轮箱油温。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd跨系统通讯针对不同硬件系统采用不同通讯协议的情况，Scada系统能够支持多种通讯

9、方式。对于Beckhoff主控制器的风电机组，Scada系统采用TwinCAT的ADS通讯协议。对于贝加莱主控制器的风电机组，Scada系统采用Modbus通讯协议。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd双机冗余切换采用客户端/服务器结构。如果主服务器出了故障退出工作，另一等效服务器立即替代它的工作，始终保持整个系统的所有任务处理不中断，保证这个系统是可靠的。客户计算机请求数据时并不关心数据具体的位置，只要有服务器提供数据即可，感觉不到服务器发生了改变。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric P

10、ower T&D Co.,Ltd数据的图形化显示（风玫瑰图）以风向为参照，直观显示设定时间内风频、风速和功率的数据统计信息。风向从0度360度的风用一个圆周表示。四种颜色的扇形直径长度分别表示这个风向上风出现的频次（暗红），风速（蓝），功率（红），风速立方（绿）。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd数据的图形化显示（功率曲线）以风速为参照，直观显示设定时间内风频及发电功率的数据统计信息。风速从0m/s25m/s的风用横坐

11、标表示。两种颜色的柱状图分别表示这个风速上面风出现的频次（蓝）和发电功率（红）。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd故障代码表故障代码表数据来源由服务器上的关系数据库转移到控制器上的文本文件。故障代码表分为全部故障代码统计计数表和最近100条故障代码统计显示表。故障代码表可以导出成为excel文件。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd上海电气输配电集团

12、上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd运行记录表上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd运行记录表数据来源由控制器上的文本文件转移到服务器上的关系数据库。运行记录表统计的参数分为发电量，可利用率，工作时间，故障时间，停机时间，发电时间，偏航时间，顺时针偏航时间，逆时针偏航时间，维护时间，停机次数，切入次数，偏航次数，主断路器开次数和维护次数。按运行记录表统计的时间分为月报表，年报表和总报表。运行记录月报表，年报表和总报表可以导出成为excel文件。上海电气输配电集团上海电气输配电

13、集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd故障报警过程报警对每一模拟量参数设置几种运行限值，数据超过规定的报警限值或低于规定的报警限值时，系统自动提示和记录。限值均设有越/复限死区，以避免实测值处于限值附近频繁报警。系统报警系统运行故障I/O设备通讯故障上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd实时报警和历史报警记录实时报警只反映当前未确认和确认的报警。如果经过处理后一个报警返回到正常状态，则这个变量的报警状态变为“恢复”状态，它前面产生的报警状态从显示中消失。历史报警记录显示报警发生的时间、确认的

14、时间和报警状态返回到正常状态时的时间。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd用户权限及操作设置了不同的操作权限和口令，防止非法操作和误操作。用户进行交互式操作，当权限不正确时，显示出错提示信息。数据输入功能：操作人员可在线输入数据，修改报表。操作记录：存储用户的各种操作信息，且可以打印输出操作记录。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd1.Scada系统介

15、绍2.2MW风力发电监控系统的开发平台3.2MW风力发电监控系统结构4.2MW风力发电监控系统功能5.2MW风力发电监控系统的通讯6.2MW风力发电监控系统风场模板化配置内容上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd2MW风力发电监控系统的通讯通讯结构通讯系统的硬件连接方式通讯协议通讯系统的软件层数据交换协议通讯方式实时数据和历史数据的区别网络发布上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd通讯结构下位机（Beckhoff控制器或贝加莱控制器）以工业以太网络连接，通过交

16、换机与上位机通讯。（单模光缆作为通讯介质）上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd通讯结构简图上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd通讯协议Beckhoff控制器使用TCP/IP协议，TwinCAT通讯协议ADS可在TCP/IP协议的基础上进行，实现实时数据交换。DataServer方式：在控制器的WinCE操作系统上开发了autosend数据打包发送程序，通过上位机的PLC_BECKHOFF_SERVER 驱动程序接收数据，这种方式用于实时大规模数据的读取。ftp方式：风机运行和操作的历史数据在控制器上保存为文本文件，通过建立ftp服务器发布这些文件。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shanghai Electric Power T&D Co.,Ltd通讯协议贝加莱控制器使用Modbus协议实现实时数据交换。ftp方式：风机运行和操作的历史数据在控制器上保存为文本文件，通过建立ftp服务器发布这些文件。上海电气输配电集团上海电气输配电集团Shang