CN110784550A - 一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法 - Google Patents

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郑皓
吴国荣
李鹏
张宗魁
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Beijing Huadian Tianren Power Controlling Technology Co Ltd
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Beijing Huadian Tianren Power Controlling Technology Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，基于适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储系统，所述系统包括采集模块、实时数据库、下控模块和Modbus转发模块；所述方法包括以下步骤：采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库；所述数据存储使用结构化数据精准对点存储模式；下控模块下控实时数据库中数据到对应plc中；实时数据库通过Modbus转发模块与第三方系统建立连接并进行数据交互。本申请将风电场能量控制系统的实时数据传输及存储时间提高到了两百毫秒，极大提高了风电场能量控制的效率、风场整体发电量和电网响应速度，提升了风场整体发电效益。

Description

一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法
技术领域
本发明属于风电场能量控制技术领域，涉及一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，尤其涉及一种适用于风电场能量控制的百毫秒级高速实时数据传输及存储方法。
背景技术
目前市场上，风电机群各机组的实时数据均是以1s的速度传输到中控室的能量控制系统，同时能量控制系统以1s的速度对这些数据进行实时的处理与存储，虽然这样的速度能够基本满足中控室能量控制系统对于风电机组的运行监控需要，但是随着电网对于风电机组并网友好性要求的逐渐提高、风电运营商对于风电机组健康评估及故障在线预警和分析需求的提升，原有的“1s”数据传输及存储技术已很难满足要求，“毫秒级”的数据传输及存储必将成为未来的主流趋势。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本申请提供一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，能够将风电场能量控制系统的实时数据传输及存储时间提高到两百毫秒。
为了实现上述目标，本申请采用如下技术方案：
一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，基于适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储系统，所述系统包括采集模块、实时数据库、下控模块和转发模块；所述方法包括以下步骤：
采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库；
所述数据存储使用结构化数据精准对点存储模式；
下控模块下控实时数据库中数据到对应plc中；
实时数据库通过转发模块与第三方系统建立连接并进行数据交互。
本发明进一步包括以下优选方案：
优选地，所述采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库，包括以下步骤：
步骤1：采集模块与给定的对应plc地址建立连接；
步骤2：采集模块分类整理采集的数据，同时判断数据的合法性；
步骤3：实时数据库清洗并分类存储步骤2得到的数据。
优选地，所述采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库，还包括：
采集模块利用“ping”功能实时监控采集模块与给定的对应plc地址的连接质量，如发现网络不稳定则退出连接状态以保证数据传输的准确、高速。
优选地，步骤3所述分类存储步骤2得到的数据，其中存储格式依据要求按天存储或按存档文件给定大小存储。
优选地，所述下控模块下控实时数据库中数据到对应plc中，包括以下步骤：
步骤1：下控模块与底层plc建立连接，并判断底层plc的给定寄存器地址位置是否存在对应下控点以进行下一步的对应下控工作；
步骤2：下控模块将需要进行下控的数值从数据库指定位置处取出并分类；同时下控程序判断数值的时间戳，以区分本次下控序列中是否需要下控该变量；
步骤3：接口模块判断需要下控的具体点的数值的合法性，将判断合法的数据下控到对应plc。
优选地，步骤3所述接口模块判断需要下控的具体点的数值的合法性，包括判断下控的数据类型及下控的值是否超出量程范围。
优选地，所述第三方系统包括AGC和AVC系统。
优选地，实时数据库与第三方系统通过Modbus TCP的标准协议进行数据交互。
本申请所达到的有益效果：
本申请将风电场能量控制系统的实时数据传输及存储时间提高到了两百毫秒，极大提高了风电场能量控制的效率、风场整体发电量和电网响应速度，提升了风场整体发电效益。
附图说明
图1是本申请一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1所示，本申请的一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，基于适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储系统，所述系统包括采集模块、实时数据库、下控模块和Modbus转发模块；所述方法包括以下步骤：
采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库，包括以下步骤：
步骤1：采集模块与给定的对应plc地址建立连接，所述plc为支持倍福和巴合曼通讯协议的plc；
步骤2：采集模块分类整理采集的数据，同时判断数据的合法性；
步骤3：实时数据库清洗并分类存储步骤2得到的数据，其中存储格式依据要求按天存储或按存档文件给定大小存储。
所述数据存储使用结构化数据精准对点存储模式，即将实时数据库的储存点与采集点之间建立强对应关系，数据库在存储过程中只需要依次序将采集回来的数据放入指定好的存储位置即可，不需要浪费时间对数据进行分类筛选的过程。
上述模式必须满足三个条件：①所有数据均是结构化数据；②所有存储点需要与发送方建立强对应关系；③将数据采集点和后台计算点分开进行存储、调用，两种类型的数据点之间互相不影响，一种类型数据点发生问题不会干扰到另外一种类型数据点的存储和使用。
实施例中，所述采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库，还包括：
实时数据库采用灵活配置数据压缩比的方式压缩步骤2得到的数据，针对一些使用频率不高的数据点进行高压缩比处理，这样能有效节省每天数据占用的存储空间，节省硬件开支。
采集模块利用“ping”功能实时监控采集模块与给定的对应plc地址的连接质量，如发现网络不稳定则退出连接状态以保证数据传输的准确、高速。
下控模块下控实时数据库中数据到对应plc中，包括以下步骤：
步骤1：下控模块与底层plc建立连接，并判断底层plc的给定寄存器地址位置是否存在对应下控点以进行下一步的对应下控工作；
步骤2：下控模块将需要进行下控的数值从数据库指定位置处取出并分类；同时下控程序判断数值的时间戳，以区分本次下控序列中是否需要下控该变量；
步骤3：接口模块判断需要下控的具体点的数值的合法性，包括判断下控的数据类型及下控的值是否超出量程范围，将判断合法的数据下控到对应plc。
实施例中，采集模块与下控模块同时触发时，下控模块优先执行。
采集和下控使用的方案是点对点的精准通讯，只在首次建立连接的过程中会对数据合法性等相关内容进行判断，等完成配对以后不会每次再进行确认工作，接口将启用另一线程对通讯过程中发生的ip地址、数据格式、数据名称等的变化进行实时监控，不会影响到主线程的采集速度。
实时数据库通过Modbus转发模块与第三方系统建立连接并进行数据交互。
实施例中，所述第三方系统一般多为AGC、AVC系统，它们通常需要一些风场实时的数据量以完成对风场的实时操控。
实时数据库与第三方系统通过Modbus TCP的标准协议进行数据交互，所有用于Modbus TCP转发的点都来自于实时数据库内部，这些点都会事先与数据库内的存储点进行精准绑定，而且绑定以后不会轻易发生变动，这样的模式保证了数据转发的固定性，节省了中间过程中各种判断所需要的时间，提高了转发的效率。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，基于适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储系统，所述系统包括采集模块、实时数据库、下控模块和转发模块；其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库；
所述数据存储使用结构化数据精准对点存储模式；
下控模块下控实时数据库中数据到对应plc中；
实时数据库通过转发模块与第三方系统建立连接并进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，其特征在于：
所述采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库，包括以下步骤：
步骤1：采集模块与给定的对应plc地址建立连接；
步骤2：采集模块分类整理采集的数据，同时判断数据的合法性；
步骤3：实时数据库清洗并分类存储步骤2得到的数据。
3.根据权利要求2所述的一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，其特征在于：
所述采集模块采集数据并将数据存储于实时数据库，还包括：
采集模块利用“ping”功能实时监控采集模块与给定的对应plc地址的连接质量，如发现网络不稳定则退出连接状态以保证数据传输的准确、高速。
4.根据权利要求2或3所述的一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，其特征在于：
步骤3所述分类存储步骤2得到的数据，其中存储格式依据要求按天存储或按存档文件给定大小存储。
5.根据权利要求1所述的一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，其特征在于：
所述下控模块下控实时数据库中数据到对应plc中，包括以下步骤：
步骤1：下控模块与底层plc建立连接，并判断底层plc的给定寄存器地址位置是否存在对应下控点以进行下一步的对应下控工作；
步骤2：下控模块将需要进行下控的数值从数据库指定位置处取出并分类；同时下控程序判断数值的时间戳，以区分本次下控序列中是否需要下控该变量；
步骤3：接口模块判断需要下控的具体点的数值的合法性，将判断合法的数据下控到对应plc。
6.根据权利要求5所述的一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，其特征在于：
步骤3所述接口模块判断需要下控的具体点的数值的合法性，包括判断下控的数据类型及下控的值是否超出量程范围。
7.根据权利要求1所述的一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，其特征在于：
所述第三方系统包括AGC和AVC系统。
8.根据权利要求1所述的一种适用于风电场能量控制的实时数据传输及存储方法，其特征在于：
实时数据库与第三方系统通过Modbus TCP的标准协议进行数据交互。
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