一种风电场监控系统的制作方法

1.本技术实施例涉及信息处理领域，尤指一种风电场监控系统。


背景技术：

2.随着风电场装机容量的不断增加，风力发电机组的型号也越来越多，每一个风力机厂家都有其对应的风电机组及其scada(supervisory control and data acquisition，数据采集与监视控制)系统。考虑到目前的风电场内可能含有多种型号的风电机组，不同型号的风电机组对应着不同品牌的主控系统及其监控系统，且互不兼容，所以在监控室中经常会有多台监控系统并存的现象，每套监控系统各自为政，只负责监视其相应品牌的风电机组，因此存在着管理效率低的问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述任一技术问题，本技术实施例提供了一种风电场监控系统。
4.为了达到本技术实施例目的，本技术实施例提供了一种风电场监控系统，包括至少两个站点，所述至少两个站点均通过不同的通信协议与一个或至少两个风机主控制器相连，其中每个风机主控制器与各自的厂商型号匹配的风电机组相连；其中：
5.所述站点，用于识别与各自相连的风电机组的标识信息，并获取风电机组的运行状态信息，发送所述风电机组的运行状态和标识信息。
6.本技术实施例提供的方案，利用至少两个站点与不同厂商的风电机组相连，并可通过不同的通信协议与一个或至少两个风机主控制器相连，实现多型号风电机组的数据信息在一个风电场scada中共存的目的，并通过所述站点收集所述风电机组的运行状态和标识信息，达到有效的节省空间、节约能源、降低现场工作强度的目的。
7.本技术实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例而了解。本技术实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
8.附图用来提供对本技术实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例的实施例一起用于解释本技术实施例的技术方案，并不构成对本技术实施例技术方案的限制。
9.图1为本技术实施例提供的风电场监控系统的示意图。
具体实施方式
10.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本技术实施例的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
11.在实现本发明过程中，发明人对相关技术进行了分析，发现至少存在如下不足之处，包括：
12.风场监控室需要对风场全部数据进行全面监控，通常在监控室布置多套系统，如：scada监控系统、电气系统、能量管理系统、五防系统等；监控室操作台应尽量得到合理利用，但是如果仅是由于风电机组厂家不同，进而需要多台工控机对风场进行监控，那么这些多出的工控机不仅会占用空间，且消耗能源；
13.一个风场有可能包含多期风电机组，对于某些厂家，每期风电机组分别设置一套scada系统，这又直接增加了监控室中工控机的数量，产生的负面效果与上述相同；
14.运维人员需要分别查看多台scada监控系统，且每套监控系统界面不统一，不仅增加运维人员现场的工作强度，而且容易引起误操作。
15.运维人员需要导出数据报表，每个厂家的scada系统报表格式、风电机组主控中点的数据类型均可能不相同，运维人员还需单独进行整理，这直接增加了工作强度，间接降低了工作质量。
16.基于上述分析可知，本技术实施例为风场提供一套通用的风电场监控系统，可同时对整个风场不同厂家的风电机组进行监控，既可以降低风场能耗，又能够节约监控室面积，同时以统一的界面和数据格式进行管理，降低运维人员的工作强度，提高其工作效率。
17.图1为本技术实施例提供的风电场监控系统的示意图。图1所示系统包括至少两个站点，所述至少两个站点均通过不同的通信协议与一个或至少两个风机主控制器相连，其中每个风机主控制器与各自的厂商型号匹配的风电机组相连；其中：
18.所述站点，用于识别与各自相连的风电机组的标识信息，并获取风电机组的运行状态信息，发送所述风电机组的运行状态和标识信息。
19.鉴于一个风电场可能同时会含有多个型号的风电机组，系统首先将这些风电机组主控数据进行采集；每个风机主控制器厂家均有各自指定的通讯协议，不同的主控程序数据传输规约不相同，监控系统的突出特点在于支持多种通讯协议，均可以采用内部通讯的方式将数据收集至其监控系统中
20.如图1所示，风场内的风电机组1与风电机组2均采用a厂家的主控系统，风电机组风机主控制器通过opc通讯协议与外界设备进行数据传输。edpf-cp系统首先需要建立dpu1站点与风电机组进行通讯，只要是通讯协议相同，那么一个站点通过识别不同的风电机组ip地址能够与多个相同型号主控的风电机组进行通讯，通讯成功后即可在scada上显示数据。
21.若新增的风电机组型号已经存在，则直接增加一个风电机组索引，修改传参参数，减少系统组态工作量。同时还需要建立一个新的通讯，通讯文件在原通讯文件的基础上更改一下风电机组的ip地址即可。若新增的风电机组型号不存在，则在新增一套通讯的基础上还需增加一套对应此型号风电机组的新画面即可。在保证数据正常接入的情况下，监控系统在组态上提供了简单方便的途径，适用于不同机型在上位机的批量操作。
22.此平台的数据采集系统支持modbus tcp、udp、opc(ole for processcontrol，用于过程控制的ole)、canopen等多种通用基本规约，可兼容不同型号的风电机组的数据采集工作，同时可根据厂商设备的私有协议进行扩展，提供其规约开发平台，在此平台上可实现各厂商的风电机组主控数据的无缝接入，以解决监控室内多套scada系统并存的问题。
23.在建设或者改造风场时，可以将整个风场设定为“域”。域内所有工作站实现无缝自主通信，每期风场以“域”为单位，利用网络技术进行数据隔离，一个监控系统可以通过建立不同的“域”来监控多期风电场。各期风场的数据不受其他域干扰，保证数据的高实时性和可靠性，为大规模自动控制系统提供技术基础，满足监控需求。
24.所述系统可包括至少两个管理域，其中每个管理域对应一期风场，其中每个管理域包括至少两个站点，其中所述管理域中的站点与各自对应的风场中的风电机组相连。
25.例如，图1可以为一期风场设置的1号域，还可以为二期风场设置2号域，采用相同的方式进行数据传输。
26.基于“域”功能管理能力，若风场后期增加新的一期风电机组，直接在scada系统增加一个“域”即可，新增加的风电机组在此域内进行操作。
27.在一个示例性实施例中，所述系统还包括：
28.存储设备，用于从所述站点获取所述风电机组的运行状态信息和标识信息，并存储所述风电机组的运行状态信息和标识信息；
29.显示设备，用于输出所述风电机组的运行状态信息和标识信息。
30.在数据传输正常后，数据可以在scada中显示。按照相关技术中的处理方式，一套风机主控对应着一套scada，故多种型号的风电机组主控对应着多套scada。与此不同的是，本技术提供的系统的监控界面可根据不同风电机组厂家的不同需求进行定制，同时可在监控系统中集中进行显示。
31.以图1为例，监控平台与风电机组的风机主控制器进行数据通讯，具体包括：
32.对于a型号风电机组，主控系统采用opc通讯协议，风电机组厂家首先能够保证数据在opc server软件上能够显示。安装edpf-cp系统的电脑底层通讯采用opc client软件进行数据接收，随后edpf-cp系统通过内部通讯协议将采集到的数据上传至dpu，dpu按照风电机组通讯测点列表将所有的风电机组数据进行实时采集，即可在上位机的scada系统中显示；
33.对于b型号的风电机组，采用modbus tcp通讯协议，将edpf-cp系统建立的站点设置为主站，风电机组主控设置为从站，两者通过modbus tcp协议进行通讯，dpu按照风电机组通讯测点列表将所有的风电机组数据进行实时采集，采集数据传输至scada系统中的此风电机组对应的画面，按照秒级速率进行历史存储。
34.在一个示例性实施例中，所述存储设备包括：
35.建立模块，用于为每个风电机组建立对应的数据库，其中所述数据库的标识信息包括风电机组的型号信息和风电机组的标识信息；
36.确定模块，用于在接收到所述风电机组的运行状态信息和标识信息后，确定发送所述风电机组的运行状态信息和标识信息的目标风机主控制器，根据所述目标风机主控制器的型号的信息，确定所述风电机组的型号信息，根据确定的风电机组的型号和接收的风电机组的标识信息，确定所述风电机组的运行状态信息对应的目标数据库；
37.存储模块，用于在所述目标数据库存储所述风电机组的运行状态信息。
38.为了方便后期进行“数据传参”，数据由风电机组风机主控制器上传后，监控系统中的点表命名应该有一定的规律，相同主控型号的风电机组采用相同规律的点表，在同一套画面上通过传参的方式进行显示，达到根据风电机组型号及数量制作风电机组数据库的
目的。
39.在一个示例性实施例中，所述存储模块具体用于：
40.获取用于记录所述风电机组的运行状态信息的图表信息，利用所述图表信息存储所述风电机组的运行状态信息。
41.如图1所示，a型号风电机组两台，采用opc通讯；b型号风电机组两台，采用modbus tcp通讯。以此四台风电机组为例，简要介绍此实施方案。首先需建立四台风电机组在监控平台中的数据库，如a型号风电机组主控的某个点名为wind_speed，则将a型号的第一台风电机组此点的数据库点名设置为a01_wind_speed，第二台风电机组将此点的数据库点名设置为a02_wind_speed。同理，b型号风电机组主控的某个点名为wind_direction，将其第一台风电机组此点命名为b01_wind_direction，将第二台风电机组此点命名为b02_wind_direction，以此类推，如此设置用来加以区分，为后面的“数据传参”进行前期设置。其中，监控平台数据库的命名方法可以采用如表1所示进行。
[0042][0043]
表1
[0044]
在一个示例性实施例中，所述显示设备包括：
[0045]
确定模块，用于在得到风电机组的运行状态信息和标识信息后，确定所述风电机组的型号对应的展示页面的配置信息；
[0046]
输出模块，用于按照所述展示页面的配置信息，输出所述风电机组的运行状态信息。
[0047]
考虑到风场有多种型号的风电机组，每种型号下有多台风电机组，同时相同风电机组的主控型号及点表是相同的，所以相同型号的风电机组应用同一套画面，如后期新增风电机组或已有风电机组进行改造，也可根据现场需求进行定制开发。
[0048]
每种型号的风电机组分别制作一套监视画面，a型号风电机组制作一套画面，b型号风电机组制作另一套画面，同时画面上填写的点名也应与风电机组数据库进行对应。如a
型号风电机组的某个点，点名为wind_speed，在a画面上将此点名填写为[$s0]_wind_speed。如b型号风电机组的某个点，点名为wind_direction，在b画面上将此点名填写为[$s0]_wind_direction。
[0049]
在一个示例性实施例中，所述确定模块具体用于：
[0050]
获取存储所述风电机组的运行状态信息的目标数据库的标识信息，根据所述目标数据库的标识信息，确定所述风电机组的型号信息，根据所述风电机组的型号信息，确定所述风电机组型号对应的展示页面的配置信息。
[0051]
利用数据库的标识信息实现对风电机组的型号信息和标识信息的快速获取，提高显示的效率。
[0052]
在一个示例性实施例中，所述输出模块具体用于：
[0053]
根据所述风电机组型号对应的展示页面的配置信息，生成展示页面，其中所述展示页面包括第一区域和第二区域，其中所述第一区域用于显示所述风电机组的型号信息和标识信息，所述第二区域用于显示所述风电机组的运行状态信息；
[0054]
利用存储设备中目标数据库的标识信息输出所述第一区域所显示的信息，以及，利用所述存储设备中目标数据库存储的运行状态信息输出所述第二区域所显示的信息。
[0055]
在一个示例性实施例中，所述输出模块具体用于：
[0056]
在检测到连续输出同一型号的第一风电机组和第二风电机组的运行状态时，则在完成第一风电机组的运行状态信息的显示后，将所述第一区域所显示的信息从第一风电机组的标识信息切换为第二风电机组的标识信息，将所述第二区域所显示的信息从第一风电机组的运行状态信息切换为第二风电机组的运行状态信息。
[0057]
对于a型号的两台风电机组，调用的是同一套画面，只不过在后台调用数据时，通过树形结构中的“传参”方式，对界面上显示的点进行切换，将[$s0]切换为相应的风电机组序号。当点击第一台风电机组时，[$s0]切换为a01_，后台调用第一台风电机组的点表，画面上原有的[$s0]_wind_speed将被替换为a01_wind_speed，前台界面上显示即为a01_wind_speed的实时数值；当点击第二台风电机组时，后台调用第二台风电机组的点表，则画面上原有的[$s0]_wind_speed将被替换为a02_wind_speed，前台界面上显示即为a02_wind_speed的实时数值。
[0058]
监控系统支持可视化的方式在线进行风电场scada画面组态、针对不同的风场可以快速灵活的进行定制，并融合“数据传参”的概念，对于相同型号的风电机组，支持进行批量组态，减少重复工作量，方便用户组态维护，同时便于系统在线调试与扩展。
[0059]
综上所述，本技术实施例提供的系统具有如下优势，包括：
[0060]
1、鉴于多型号风电机组在一个风电场中存在的现象在以后的风电发展中仍然会存在，采用一套监控系统可有效的解决多套scada并存的问题，可有效的节省空间、节约能源、降低现场工作强度。
[0061]
2、基于系统的“域”功能管理能力，若风场后期增加新的一期风电机组，直接在scada系统增加一个“域”即可，新增加的风电机组在此域内进行操作。若新增的风电机组型号已经存在，则直接增加一个风电机组索引，修改传参参数，减少系统组态工作量。同时还需要建立一个新的通讯，通讯文件在原通讯文件的基础上更改一下风电机组ip地址即可。若新增的风电机组型号不存在，则在新增一套通讯的基础上还需增加一套对应此型号风电
机组的新画面即可。在保证数据正常接入的情况下，edpf-cp系统的监控系统在组态上提供了简单方便的途径，适用于不同机型在上位机的批量操作。
[0062]
3、应用统一的监控平台，业主导出报表的格式均相同，对于运维人员进行风电机组数据维护提供较大便利。
[0063]
4、系统可为后期风电场的数字化、信息化搭建更加先进的软件系统框架，并为模块化灵活扩展以及可定制化系统的实现打下坚实的基础。
[0064]
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。