CN102562451A - 一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统及方法，其中，该系统包括中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元、测风数据库服务器、第一防火墙、风电场实时监测单元、第二防火墙与人机交互设备，其中：所述中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元与测风数据库服务器，分别通过第一防火墙，与风电场实时监测单元信号连接；人机交互设备，通过第二防火墙，与风电场实时监测单元连接。本发明所述千万千瓦级大型风电场实时监测系统及方法，可以克服现有技术中统一管理难度大、风电稳定性差与风电接入难等缺陷，以实现方便管理、风电稳定性好、风电接入容易与扩展方便的优点。

Description

一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统及方法

技术领域

本发明涉及风电场监测技术，具体地，涉及一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统。

背景技术

风电是一种新清洁能源，我国正在大力发展风电产业，以甘肃酒泉等地建设几个千万千瓦级的大型风电基地。目前大型风电基地中存在多个风电场信息相互独立，缺乏统一有效的管理；同时风电在具有清洁、绿色等优点的同时，还具有稳定性差等的缺点。

2005年2月国家出台《可再生能源法》，将风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源列为可再生能源优先发展。风能作为目前最成熟的可再生能源得到了迅速的发展，截至2010年年底，中国风电累计装机4473万千瓦，超越美国成为全球风电装机第一大国，并网风电装机容量达到2958万千瓦，居世界第二位。2011年10月19日，《中国风电发展路线图2050》正式发布。该路线图设定的发展目标是：到2020、2030和2050年，中国风电装机容量将分别达到2亿、4亿和10亿kW，成为中国的主要电源之一，到2050年，风电将满足国内17%的电力需求，未来40年累计投资12万亿元。

风电发展虽然迅速，但是也引出了一系列的问题，主要表现在以下两个方面：

⑴风电接入难：

由于风本身具有随机波动性和间歇性等特点，决定了风电具有波动性和间歇性的特点，风速、风向快速波动下的风电场输出功率的大范围快速波动会显著改变网内潮流流向，影响地区间、区域间的联络线潮流，甚至会引起网内节点电压波动，对电网的安全稳定运行带来影响。

同时，风电场一般处于远离负荷中心，随着风电场装机容量在整个系统中所占比例的增加，风电功率将对电网系统造成巨大的影响。对于风电的间歇性和波动性，电力系统采用实时平衡，风电的波动需要通过常规电源的调节和储能系统来平衡，这是长期困扰风电并网的最大难题。

还有，此问题对甘肃酒泉风电基地影响更为严重，由于甘肃电网只能消纳部分风电，其余风电需要接入其他电网消纳，带来了更多不稳定因素；

⑵风电管理难：

由于风电场建设是一项巨大的工程，一般风电场都需要多期建设，这导致了同一个风电场中的风机、监测系统等不统一，而不同厂家的设备具有不同的监测系统，给风电统一管理带来了巨大的困难。风电场由于缺乏有效的信息管理系统，存在信息孤岛、部分风电场数据不能实时上传等问题，给风电场的管理带来了困难。

针对上述情况，实时建立适合嘉酒地区的风电监测系统，对促进风电健康发展是非常必要的。根据风能对风电场风电功率做出超短期预报，电力调度部门根据风电功率的变化做出及时调整调度计划，从而有效减轻风力发电给整个电网带来的不利影响。整个监测系统包括对风力的实时监测，风机运行情况的实时监测，对电网电压、频率等参数等其他风电场参数的实时监测。研制建设风电场实时监测系统，既可使电网调度能有效调配水、火电备用发电容量，减少备用容量，又可以提高风电利用时数，减轻风电对电网的影响程度，提高“风电品质”和使用价值。

目前，对风电场实时监测研究最为成熟的系统，主要是德国太阳能技术研究（ISET）所开发的风电管理系统（WPMS）。丹麦可持续能源国家实验室（Ris??），西班牙可再生能源中心（CENER）也在开在超短期功率预测的研究，并将应用于Prediktor与LocalPred-RegioPred风电实时监测系统中。

我国目前处于风电大规模开发的初期，风电对电力系统运行与调度的影响问题刚开始显现，并且国内对风电功率预测的研究工作还比较少。虽然全球研究风电实时监测信息管理的公司、研究所中不乏成熟产品，但是，存在只针对某些特定类型数据接口进行数据接入、不能同时将风电场所有设备数据整合到统一平台等问题，同时由于国外对此技术出口的限制等因素导致我国目前尚未有一套适合酒泉地区千万千瓦及风电基地风电场实时监测的系统。

综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在统一管理难度大、风电稳定性差与风电接入难等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统，以实现方便管理、风电稳定性好、风电接入容易与扩展方便的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统，包括中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元、测风数据库服务器、第一防火墙、风电场实时监测单元、第二防火墙与人机交互设备，其中：

所述中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元与测风数据库服务器，分别通过第一防火墙，与风电场实时监测单元信号连接；人机交互设备，通过第二防火墙，与风电场实时监测单元连接。

进一步地，所述风电场实时监测单元，包括通讯协议解析单元、用户侧服务单元、实时数据库、历史数据库与对外网关，其中：

所述通讯协议解析单元与第一网关信号连接，用户侧服务单元与第二网关信号连接；

所述实时数据库、历史数据库与对外网关，分别与通讯协议解析单元及用户侧服务单元信号连接。

进一步地，所述通讯协议解析单元，包括并行冗余设置的第一解析网关、第二解析网关、第三解析网关与四解析网关；

第一至四解析网关，用于对各风电场上传数据进行解析后，统一存入到相应的数据库中；以及，

用于在解析数据的同时，对数据进行至少包含剔除无效数据与剔除重复数据的自动处理。

进一步地，所述用户侧服务单元，包括并行设置的守护进程模块、应用服务模块与Web服务模块，其中：

所述守护进程模块，用于启动/停止数据同步进程、规约解析进程、应用服务进程；监控数据同步进程、应用服务进程、规约解析进程状态；向用户提供系统运行状态信息，以及将监控事件记录到系统日志；

所述应用服务模块，用于提供Web服务器、和日志记录功能；与守护进程通信，监控应用服务进程的运行；应用服务模块依赖数据库通讯和TCP/IP通讯实现其功能；

所述Web服务模块，用于响应客户端链接请求，处理客户端数据请求并将其发送到数据库，以及将结果返回到客户端。

进一步地，以上所述的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，还包括分别与中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元、以及风电场实时监测单元配合连接的大型风电场实时监测信息管理设备；

所述大型风电场实时监测信息管理设备，包括设在普通用户登录侧的监测信息展现单元，以及设在管理员用户登录侧的风电管理单元与系统管理单元。

进一步地，所述监测信息展现单元，包括并行设置的监测信息模块、风电场模块、升压站模块、测风塔模块与报表统计模块，其中：

所述监测信息模块，包括并行设置的地理界线子模块、实时信息子模块与曲线展示子模块；

所述风电场模块，包括并行设置的概括子模块、历史记录子模块、有功过程线子模块、无功过程线子模块、发电量曲线子模块与基本信息子模块；

所述升压站模块，包括并行设置的实时信息子模块、无功补偿子模块、风电场馈线信息子模块与基本信息子模块；

所述测风塔模块，包括并行设置的V1-V6层风速子模块、风速日变化曲线子模块、风向玫瑰图子模块、风速风布图子模块与基本信息子模块；

所述报表统计模块，包括并行设置的风电场运行月报子模块、风电场月度上传汇总子模块、自定义报表子模块、风电月度发电统计子模块与8760曲线子模块。

进一步地，所述风电管理单元，包括并行设置的区片维护模块、风电场维护模块、升压站维护模块、母线维护模块、变压器维护模块、风机维护模块、测风塔维护模块、制造商维护模块、以及风机状态维护模块。

进一步地，所述系统管理单元，包括并行设置的用户维护模块、日志管理模块与数据维护模块。

同时，本发明采用的另一技术方案是：一种千万千瓦级大型风电场实时监测方法，包括：

将风电场、风机、测风塔上传数据解析，存入到实时数据库对应的数据表中，对数据表中的非法数据执行剔除处理；

以普通用户登录系统，查看风电场实时数据，通过搜索或地图导航或菜单索引方式进入到监测信息展现单元的具体模块；

通过实时信息，查看风电场运行总览信息、地理接线信息以及风电场运行状况曲线展示。

进一步地，上述千万千瓦级大型风电场实时监测方法，还包括：

进入风电场模块，查看风电场的实时运行数据，历史运行数据以及风机运行情况；通过曲线展示，查看风电差发电波动情况；通过基本信息子模块，查看风机运行、发电记录以及目前所处运行状态；

进入升压站模块，查看目前升压站运行状态，查看至少包含升压站电气接线图的信息；

进入测风塔模块，查看目前风速分布、风向以及日变化曲线、选定日期内变化曲线，实时了解当前风力情况，对风电预测预报提供参考；

进入报表统计模块，上传至少包含风电场信息的运行报表，下载已上传的数据报表，并自动生成所需数据报表；

进入风电管理单元，对用户进行至少包含新增、修改、删除用户名和密码的管理；同时，对具体到某一个风电场或者测风塔的不同用户设置不同权限。

本发明各实施例的千万千瓦级大型风电场实时监测系统及方法，由于该系统包括中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元、测风数据库服务器、第一防火墙、风电场实时监测单元、第二防火墙与人机交互设备，其中：中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元与测风数据库服务器，分别通过第一防火墙，与风电场实时监测单元信号连接；人机交互设备，通过第二防火墙，与风电场实时监测单元连接；可以详细的展现风电场的运行数据，具有通用性、实时性、高可用性等特点，为风电预测预报提供有力的数据支持；从而可以克服现有技术中统一管理难度大、风电稳定性差与风电接入难的缺陷，以实现方便管理、风电稳定性好、风电接入容易与扩展方便的优点。

本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明千万千瓦级大型风电场实时监测系统的工作原理示意图；

图2为根据本发明千万千瓦级大型风电场实时监测系统中大型风电场实时监测信息管理设备的模块结构示意图；

图3为根据本发明千万千瓦级大型风电场实时监测系统中监测信息模块的结构示意图；

图4为根据本发明千万千瓦级大型风电场实时监测系统中风电场模块的结构示意图；

图5为根据本发明千万千瓦级大型风电场实时监测系统中升压站模块的结构示意图；

图6为根据本发明千万千瓦级大型风电场实时监测系统中测风塔模块的结构示意图；

图7为根据本发明千万千瓦级大型风电场实时监测系统中报表统计模块的结构示意图；

图8为根据本发明千万千瓦级大型风电场实时监测方法的流程示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-中央远程控制单元；2-电能质量监测单元；3-风电场升压站综自单元；4-测风数据库服务器；5-第一防火墙；6-通讯协议解析单元；61-第一解析网关；62-第二解析网关；63-第三解析网关；64-第四解析网关；7-用户侧服务单元；71-守护进程模块；72-应用服务模块；73-Web服务模块；8-实时数据库；9-历史数据库；10-对外网关；11-第二防火墙；12-第一客户端；13-第二客户端；14-互联网；15-移动客户端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

系统实施例

根据本发明实施例，如图1-图7所示，提供了一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统。

如图1所示，本实施例包括中央远程控制单元1、电能质量监测单元2、风电场升压站综自单元3、测风数据库服务器4、第一防火墙5、风电场实时监测单元、第二防火墙11与人机交互设备，其中：中央远程控制单元1、电能质量监测单元2、风电场升压站综自单元3与测风数据库服务器，分别通过第一防火墙5，与风电场实时监测单元信号连接；人机交互设备，通过第二防火墙11，与风电场实时监测单元连接。

人机交互设备，包括用于直接与风电场实时监测单元通信的多个客户端（如第一客户端12与第二客户端13），以及用于通过互联网14与风电场实时监测单元通信的移动客户端15。

上述风电场实时监测单元，包括通讯协议解析单元6、用户侧服务单元7、实时数据库8、历史数据库9与对外网关10，其中：通讯协议解析单元6与第一网关信号连接，用户侧服务单元7与第二网关信号连接；实时数据库8、历史数据库9与对外网关10，分别与通讯协议解析单元6及用户侧服务单元7信号连接。

上述通讯协议解析单元6，包括并行冗余设置的第一解析网关61、第二解析网关62、第三解析网关63与四解析网关；第一至四解析网关，用于对中央远程控制单元1、电能质量监测单元2、以及风电场升压站综自单元3上传的测风数据进行解析后，统一存入测风数据库服务器中的测风数据表；以及，用于自动执行数据检查功能，剔除对中央远程控制单元1、电能质量监测单元2、以及风电场升压站综自单元3上传的非法数据。

这里，第一至四网关并行设置，用于对各风电场上传的测风数据进行解析后，统一存入到相应的数据库中；以及，用于在解析数据的同时，对数据进行至少包含剔除无效数据与剔除重复数据的自动处理。

上述用户侧服务单元7，包括并行设置的守护进程模块71、应用服务模块72与Web服务模块73，其中：

守护进程模块71，用于启动/停止数据同步进程、规约解析进程、应用服务进程；监控数据同步进程、应用服务进程、规约解析进程状态；向用户提供系统运行状态信息，以及将监控事件记录到系统日志；

应用服务模块72，用于提供Web服务器、和日志记录功能；与守护进程通信，监控应用服务进程的运行；应用服务模块依赖数据库通讯和TCP/IP通讯实现其功能；

Web服务模块73，用于响应客户端链接请求，处理客户端数据请求并将其发送到数据库，以及将结果返回到客户端。

如图2所示，上述千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，还包括分别与中央远程控制单元1、电能质量监测单元2、风电场升压站综自单元3、以及风电场实时监测单元配合连接的大型风电场实时监测信息管理设备；大型风电场实时监测信息管理设备，包括设在普通用户登录侧的监测信息展现单元，以及设在管理员用户登录侧的风电管理单元与系统管理单元。

上述监测信息展现单元，包括并行设置的监测信息模块、风电场模块、升压站模块、测风塔模块与报表统计模块。

上述风电管理单元，包括并行设置的区片维护模块、风电场维护模块、升压站维护模块、母线维护模块、变压器维护模块、风机维护模块、测风塔维护模块、制造商维护模块、以及风机状态维护模块。

上述系统管理单元，包括并行设置的用户维护模块、日志管理模块与数据维护模块。在系统管理单元中，用户维护模块用于执行新增用户、修改用户密码等操作，日志管理模块用于记录系统登录用户；数据维护模块用于执行对数据的转存、删除等操作记录。

在上述实施例中，图1中的电能质量监测、中央远程控制单元，升压站综自系统、测风塔数据，对应图2中监测信息展示单元中相应模块。

图1中以上4项数据获取后将被解析，并存储到数据库中，管理单元将对数据库中数据管理，展示单元将分类展示风电数据。如图3所示，监测信息模块，包括并行设置的地理界线子模块、实时信息子模块与曲线展示子模块。监测信息模块，主要用于展现地理接线、实时信息以及曲线展示内容；地理接线子模块，用于展现各风电场、升压站等的地理信息以及其配送电路线等；实时信息子模块，主要用于展示各地区有功功率、无功功率、风速以及发电量等信息；曲线展示子模块，用于展示各地区及全网的实时有功过程曲线。

如图4所示，风电场模块，包括并行设置的概括子模块、历史记录子模块、有功过程线子模块、无功过程线子模块、发电量曲线子模块与基本信息子模块。风电场模块，主要用于展现风电场的概括、历史记录、有功过程线、无功过程线、发电量曲线、基本信息以及数据刷新等；概括子模块，用于概括数据采集时间、有功、无功、电量、风速、风向、开机容量、风机台数以及开机台数等信息，同时用于展现此风电场的各风机状态图例，通过单击图例可进入风机页面；历史记录子模块，用于记录数据采集时间、有功功率、无功功率、积分电量、开机台数、开机容量、以及平均风速等历史信息；有功过程线子模块，主要用于展现今日实际、昨日实际、今日预测、今日计划等数据；无功过程线子模块，主要用于展现今日与昨日的实际无功曲线；发电量曲线子模块，用于展现选定日期内的发电量数据；基本信息子模块，用于展现风电场的名称、容量等级、分区等基本内容。

如图5所示，升压站模块，包括并行设置的实时信息子模块、无功补偿子模块、风电场馈线信息子模块与基本信息子模块。升压站模块，主要用于展现实时信息、无功补偿信息、风电场馈线信息、基本信息以及刷新信息等；实时信息子模块，主要用于展现采集时间、总有功、总无功信息；无功补偿子模块，用于展现无功补偿的数据；风电场馈线信息子模块，主要用于展现其升压站内的馈线信息；基本信息子模块，用于展现升压站名称、负责人、容量等级等信息。

如图6所示，测风塔模块，包括并行设置的V1-V6层风速子模块、风速日变化曲线子模块、风向玫瑰图子模块、风速风布图子模块与基本信息子模块。测风塔模块，主要用于展现V1-V6层的风速、风速日变化曲线、风向玫瑰图、风速玫瑰图、风速缝分布图、基本信息以及刷新等信息；V1-V6层风速子模块，用于展现采集时间、平均风速、平均风向、风速标准差、风向标准差、最大风速、最小风速、最大风向、最小风向等信息；风速日变化曲线子模块，用于将选定日期各层风速组合展现；风向玫瑰图子模块，用于展现选定日期内的风向数据；风速分布图子模块，用于采用曲线方式展现选定日期的风速分布；基本信息子模块，用于展示测风塔名称、制造商名称、业主、高度等信息。

如图7所示，报表统计模块，包括并行设置的风电场运行月报子模块、风电场月度上传汇总子模块、自定义报表子模块、风电月度发电统计子模块与8760曲线子模块。报表统计模块，用于展现风电场运行月报、风电场月度上传汇总、自定义报表、风电场月报（风场）、风电场月度发电统计以及8760曲线等信息；风电场运行月报子模块，用于通过文件上传或者人工填写完成，包括风能资源、发电运行、样本机组以及预测评价；风电场月度上传汇总子模块，用于显示为选定日期内所上传的所有上报文件；自定义报表子模块，用于上传风电场、升压站、测风塔以及风机的上报内容，风电场月报（风场）可以对选定日期内的上报数据执行导出；风电场月度发电统计子模块，用于对指定月份的风电场发电数据统计，8760曲线子模块，通过EXCEL展现。

在上述实施例中，通过千万千瓦级大型风电场实时监测系统，可以详细的展现风电场的运行数据，具有通用性、实时性、高可用性等特点，为风电预测预报提供有力的数据支持。

在上述实施例中，千万千瓦级大型风电场实时监测系统，在网络环境中，通讯协议解析单元6在接收到风电场、测风塔、风机等上传数据后，可以对上传数据解析，并通过大型风电场实时监测信息管理设备以文字、曲线、动画报表等方式展现。该千万千瓦级大型风电场实时监测系统，具有以下特征：

⑴采用电子地图导航，通过地图缩放、拖拽等操作实现对整个风电场地理位置以及相互接线的查看，单击其中风电场或者升压站快速进入相应页面；

⑵对风电场设备上传数据解析，并且统一放到数据库服务器中相应数据表，同时能自动执行数据检查功能，剔除非法数据；

⑶通过大型风电场实时监测信息管理设备，可以实时查看风电场地理位置及当前运行状态，包括发电量曲线，有功、无功曲线，风机运行状态等；

⑷通过风电场模块，可以查看风电场实时数据、历史数据；可以查看风机运行状态，有功曲线、风速等信息；

⑸通过升压站模块，可以查看各升压站信息，以及风电场馈线信息；

⑹通过测风塔模块，可以查看实时风速分布等，可以查看风速日变化曲线，风速、风向玫瑰图等；

⑺通过统计管理模块，可以对风电场统计内容上传，或者将定制数据生产excel表格，同时可以下载；

⑻通过风电管理单元和系统管理单元，可以对系统的用户权限、设备基本信息等管理。

上述实施例的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，是针对千万千瓦级风电基地风电接入难、管理难的问题，设计的一套新的、广泛使用的高可用性系统；出了基于B/S架构【B/S（Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构；它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构】为解决风电场实时监测信息管理问题，采用数据驱动技术的数据管理技术，对风电场中风机、测风塔、升压站上传数据统一解析后存储到数据服务器中，通过浏览器访问服务器实现数据展现、管理等功能；系统采用了特有的地图导航功能，对风电场、升压站等快速直观定位。

方法实施例

根据本发明实施例，如图8所示，提供了一种千万千瓦级大型风电场实时监测方法，包括：

步骤100：将风电场、风机、测风塔上传数据解析，存入到实时数据库对应的数据表中，对数据表中的非法数据执行剔除处理；

步骤101：以普通用户登录系统，查看风电场实时数据，通过搜索或地图导航或菜单索引方式进入到监测信息展现单元的具体模块；

步骤102：通过实时信息，查看风电场运行总览信息、地理接线信息以及风电场运行状况曲线展示。

步骤103：进入风电场模块，查看风电场的实时运行数据，历史运行数据以及风机运行情况；通过曲线展示，查看风电差发电波动情况；通过基本信息子模块，查看风机运行、发电记录以及目前所处运行状态；

步骤104：进入升压站模块，查看目前升压站运行状态，查看至少包含升压站电气接线图的信息；

步骤105：进入测风塔模块，查看目前风速分布、风向以及日变化曲线、选定日期内变化曲线，实时了解当前风力情况，对风电预测预报提供参考；

步骤106：进入报表统计模块，上传至少包含风电场信息的运行报表，下载已上传的数据报表，并自动生成所需数据报表；

步骤107：进入风电管理单元，对用户进行至少包含新增、修改、删除用户名和密码的管理；同时，对具体到某一个风电场或者测风塔的不同用户设置不同权限。

上述实施例的千万千瓦级大型风电场实时监测系统及方法，为千万千瓦级风电基地风电场预测预报提供技术及数据支撑，实时监测风电场风机、测风塔、升压站等的运行状态及实时信息；将电子地图技术和超链接模式相结合，既实现了电子地图的直观性，又保留超链接的快速定位特点。系统基于Linux集群系统构建，采用B/S+应用服务器的多层结构，数据存储使用冗余存储机制，保证数据安全性；系统具有完善的用户权限管理机制，所有用户只能访问其权限内的数据，保证系统数据安全；采用数据驱动方式，以数据表结构为主体，对业务功能进行模块化设计，方便扩展。

在上述实施例中，利用计算机技术构建一套综合实时信息监测系统，实时采集各个风电场运行信息，监测各个风电场、风机、升压站等设备的运行状态，为风电的调度提供技术支撑；同时形成统一的实时数据仓库，为风能的超短功率预测提供数据支撑，为超大功率的风电入网提供有效的技术手段。

综上所述，本发明各实施例的千万千瓦级大型风电场实时监测系统及方法，由于该系统包括中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元、测风数据库服务器、第一防火墙、风电场实时监测单元、第二防火墙与人机交互设备，其中：中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元与测风数据库服务器，分别通过第一防火墙，与风电场实时监测单元信号连接；人机交互设备，通过第二防火墙，与风电场实时监测单元连接；可以详细的展现风电场的运行数据，具有通用性、实时性、高可用性等特点，为风电预测预报提供有力的数据支持；从而可以克服现有技术中统一管理难度大、风电稳定性差与风电接入难的缺陷，以实现方便管理、风电稳定性好、风电接入容易与扩展方便的优点。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，包括中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元、测风数据库服务器、第一防火墙、风电场实时监测单元、第二防火墙与人机交互设备，其中：

所述中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元与测风数据库服务器，分别通过第一防火墙，与风电场实时监测单元信号连接；人机交互设备，通过第二防火墙，与风电场实时监测单元连接。

2.根据权利要求1所述的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，所述风电场实时监测单元，包括通讯协议解析单元、用户侧服务单元、实时数据库、历史数据库与对外网关，其中：

所述通讯协议解析单元与第一网关信号连接，用户侧服务单元与第二网关信号连接；

所述实时数据库、历史数据库与对外网关，分别与通讯协议解析单元及用户侧服务单元信号连接。

3.根据权利要求2所述的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，所述通讯协议解析单元，包括并行冗余设置的第一解析网关、第二解析网关、第三解析网关与四解析网关；

第一至四解析网关，用于对各风电场上传的测风数据进行解析后，统一存入到相应的数据库中；以及用于在解析数据的同时，对数据进行至少包含剔除无效数据与剔除重复数据的自动处理。

4.根据权利要求2所述的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，所述用户侧服务单元，包括并行设置的守护进程模块、应用服务模块与Web服务模块，其中：

所述守护进程模块，用于启动/停止数据同步进程、规约解析进程、应用服务进程；监控数据同步进程、应用服务进程、规约解析进程状态；向用户提供系统运行状态信息，以及将监控事件记录到系统日志；

所述应用服务模块，用于提供Web服务器、和日志记录功能；与守护进程通信，监控应用服务进程的运行；应用服务模块依赖数据库通讯和TCP/IP通讯实现其功能；

所述Web服务模块，用于响应客户端链接请求，处理客户端数据请求并将其发送到数据库，以及将结果返回到客户端。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，还包括分别与中央远程控制单元、电能质量监测单元、风电场升压站综自单元、以及风电场实时监测单元配合连接的大型风电场实时监测信息管理设备；

所述大型风电场实时监测信息管理设备，包括设在普通用户登录侧的监测信息展现单元，以及设在管理员用户登录侧的风电管理单元与系统管理单元。

6.根据权利要求5所述的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，所述监测信息展现单元，包括并行设置的监测信息模块、风电场模块、升压站模块、测风塔模块与报表统计模块，其中：

所述监测信息模块，包括并行设置的地理界线子模块、实时信息子模块与曲线展示子模块；

所述风电场模块，包括并行设置的概括子模块、历史记录子模块、有功过程线子模块、无功过程线子模块、发电量曲线子模块与基本信息子模块；

所述升压站模块，包括并行设置的实时信息子模块、无功补偿子模块、风电场馈线信息子模块与基本信息子模块；

所述测风塔模块，包括并行设置的V1-V6层风速子模块、风速日变化曲线子模块、风向玫瑰图子模块、风速风布图子模块与基本信息子模块；

所述报表统计模块，包括并行设置的风电场运行月报子模块、风电场月度上传汇总子模块、自定义报表子模块、风电月度发电统计子模块与8760曲线子模块。

7.根据权利要求5所述的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，所述风电管理单元，包括并行设置的区片维护模块、风电场维护模块、升压站维护模块、母线维护模块、变压器维护模块、风机维护模块、测风塔维护模块、制造商维护模块、以及风机状态维护模块。

8.根据权利要求5所述的千万千瓦级大型风电场实时监测系统，其特征在于，所述系统管理单元，包括并行设置的用户维护模块、日志管理模块与数据维护模块。

9.一种千万千瓦级大型风电场实时监测方法，其特征在于，包括：

将风电场、风机、测风塔上传数据解析，存入到实时数据库对应的数据表中，对数据表中的非法数据执行剔除处理；

以普通用户登录系统，查看风电场实时数据，通过搜索或地图导航或菜单索引方式进入到监测信息展现单元的具体模块；

通过实时信息，查看风电场运行总览信息、地理接线信息以及风电场运行状况曲线展示。

10.根据权利要求9所述的千万千瓦级大型风电场实时监测方法，其特征在于，还包括：

进入风电场模块，查看风电场的实时运行数据，历史运行数据以及风机运行情况；通过曲线展示，查看风电差发电波动情况；通过基本信息子模块，查看风机运行、发电记录以及目前所处运行状态；

进入升压站模块，查看目前升压站运行状态，查看至少包含升压站电气接线图的信息；

进入测风塔模块，查看目前风速分布、风向以及日变化曲线、选定日期内变化曲线，实时了解当前风力情况，对风电预测预报提供参考；

进入报表统计模块，上传至少包含风电场信息的运行报表，下载已上传的数据报表，并自动生成所需数据报表；

进入风电管理单元，对用户进行至少包含新增、修改、删除用户名和密码的管理；同时，对具体到某一个风电场或者测风塔的不同用户设置不同权限。

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