CN214069596U - 多机型风机管理控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多机型风机管理控制系统，包括第一综合终端、第二综合终端以及分别设置于第一综合终端和第二综合终端内的双机热备控制模块；所述第一综合终端和第二综合终端均可作为主机或备机，且均安装有数据采集卡；所述第一综合终端和第二综合终端分别通过所述数据采集卡与切换板插箱连接；所述切换板插箱与风机交换机连接，所述风机交换机通过总线方式与若干风机的控制器连接。所述系统实现了对整个风电场风机的统一调节，并且通过双机热备设置有效保证了风机数据存储的稳定性问题。

Description

多机型风机管理控制系统

技术领域

本实用新型涉及风机设备控制技术领域，尤其涉及一种多机型风机管理控制系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

随着风电装机容量的不断增加，风电对电网的影响越来越明显，为确保整个电网的安全稳定运行，电网公司不断加强对风电场的调控力度，例如对实时功率(限电)、功率变化率等的调控；因此，提高风电场侧能量管理平台的调节精准度，减少电网考核，建设电网友好型风电场，是风电场精细化管理的必经之路。

发明人发现，目前的能量管理系统存在诸多问题，不利于风电场的能量管理水平的提升，主要表现在：第一，风电场有多个能量管理系统，各系统各自为战，控制策略、调节速率不同，无法基于整个风电场的风机进行统一调节；第二，能量管理平台单服务器运行，未实现双机热备，安全风险高；第三，能量管理平台基于Windows系统开发，容易引起病毒入侵，不利于电力系统安全建设。

1)针对“双机热备”问题，在能量管理平台方面，现有的风机能量管理平台均采用单机的模式；其无法解决双机之间的数据同步、程序切换的问题。

2)对整个风电场风机进行统一调节，存在技术上的困难如下：

第一，风电场存在多个家的风机，每个厂家的风机的响应速度、调节变化速率各不相同，但是电网公司只会下发一个调令值，我们必须根据根据不同厂家风机的能力，来进行灵活分配，以确保最终的调节精度，满足电网公司要求，就好比一台汽车，四个轮子不是一个厂家生产的，大小还不一样，需要设计控制策略，让能够最快前进。

第二，部分老的风机厂家，由于能量管理系统开发的很早，运行多年之后，系统自身的稳定性比较差，系统经常出现死机等情况，导致调节出现问题，特别是国外厂家的系统，一方面更换系统的费用很高，另一方面核心的配置都在国外厂家手中，风电场无法对系统修改。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提供了一种多机型风机管理控制系统，所述系统实现了对整个风电场风机的统一调节，并且通过双机热备设置有效保证了风机数据存储的稳定性问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多机型风机管理控制系统，包括：第一综合终端、第二综合终端以及分别设置于第一综合终端和第二综合终端内的双机热备控制模块；所述第一综合终端和第二综合终端均可作为主机或备机，且均安装有数据采集卡；所述第一综合终端和第二综合终端分别通过所述数据采集卡与切换板插箱连接；所述切换板插箱与风机交换机连接，所述风机交换机通过总线方式与若干风机的控制器连接。

进一步的，所述主机与有功/无功控制系统平台进行通信，所述主机将采集的风电机数据发送到远端的有功/无功控制系统；所述有功/无功控制系统平台下发控制信号通过所述主机对所述风机进行控制。

进一步的，所述主机与所述有功/无功控制系统平台的通信方式包括有线通信和无线通信。

进一步的，所述主机与远端的功率预测系统平台进行通信，所述主机接收所述功率预测系统发出的超短期预测数据，并向所述功率预测系统平台转发风机的实时数据。

进一步的，所述主机与所述功率预测系统平台的通信方式包括有线通信和无线通信。

进一步的，所述有功/无功控制系统平台与所述功率预测系统平台分别为集成有有功/无功控制系统或功率预测系统的服务器。

进一步的，所述第一综合终端和第二综合终端中设置有存储器，所述存储器中部署有国产linux操作系统。

进一步的，所述存储器中还内置有风电场模型库，所述模型库中包含各种风机的公共信息。

进一步的，所述多机型风机管理控制系统采用C/S架构。

进一步的，所述风机的控制器采用PLC控制器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型所述系统包括第一综合终端、第二综合终端以及分别设置于第一综合终端和第二综合终端内的双机热备控制模块；所述第一综合终端和第二综合终端均可作为主机或备机，且均安装有数据采集卡；所述第一综合终端和第二综合终端分别通过所述数据采集卡与切换板插箱连接；所述切换板插箱与风机交换机连接，所述风机交换机通过总线方式与若干风机的控制器连接；有效保证了风机数据存储的稳定性问题，避免了因单一综合终端死机等故障，造成数据丢失或者电力调度系统无法有效对风机进行实时监测和控制的问题。

(2)本实用新型所述方案通过与风机的PLC控制器直接连接，直接从风机主控PLC采集数据，摆脱风机厂家封锁和束缚，全面、自主的进行数据采集，使公司可自主掌握风机核心数据点。

(3)本实用新型所述方案完全基于国产操作系统，并且为C/S架构系统，满足国网要求，安全稳定效率高，可以大幅减少监控系统软硬件数量、工作站数据、场地需求和采购、维护、升级成本，减少监盘人员需求，同时，可以统一风电场监控系统操作界面和方法，降低运行人员的技能需求。

(4)本实用新型所述方案通过模型库的方式对风机公用信息进行存储，后期风电场有相同厂家设备时，可自动适通信协议、点表、数据模型、状态标准化、数据治理策略等信息，实现一体化监控系统的标准化部署及应用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本公开所述的多机型风机管理控制系统的硬件结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

专业术语解释：

双机热备控制模块:用于控制双机热备中主机和备机间的准备状态，属于本领域技术人员公知的。

有功/无功控制系统(AGC/AVC系统):为风电场控制中用于支撑调度运行的常用系统。

功率预测系统:为风电场控制中用于支撑调度运行的常用系统。

实施例一：

本实施例的目的是提供一种多机型风机管理控制系统。

一种多机型风机管理控制系统，包括：第一综合终端、第二综合终端以及分别设置于第一综合终端和第二综合终端内的双机热备控制模块；所述第一综合终端和第二综合终端均可作为主机或备机，且均安装有数据采集卡；所述第一综合终端和第二综合终端分别通过所述数据采集卡与切换板插箱连接；所述切换板插箱与风机交换机连接，所述风机交换机通过总线方式与若干风机的控制器连接。

进一步的，所述主机与有功/无功控制系统平台进行通信，所述主机将采集的风电机数据发送到远端的有功/无功控制系统；所述有功/无功控制系统平台下发控制信号通过所述主机对所述风机进行控制；所述主机与所述有功/无功控制系统平台的通信方式包括有线通信和无线通信；所述主机与远端的功率预测系统平台进行通信，所述主机接收所述功率预测系统发出的超短期预测数据，并向所述功率预测系统平台转发风机的实时数据；所述主机与所述功率预测系统平台的通信方式包括有线通信和无线通信。所述有功/无功控制系统平台与所述功率预测系统平台分别为集成有有功/无功控制系统或功率预测系统的服务器。

进一步的，所述第一综合终端和第二综合终端中设置有存储器，所述存储器中部署有国产linux操作系统；所述存储器中还内置有各种风机主控系统通信规约标准库。

进一步的，所述多机型风机管理控制系统采用C/S架构，所述风机的控制器采用PLC控制器。

为了便于理解，从具体实施过程上进行说明：

(1)系统架构

本实施例中使用两台国产综合终端，均部署有国产化操作系统，并按照电网要求进行安全加固，满足电网安全防护的要求。在两台综合终端上部署一体能量管理系统，形成热备模式，一方面从风机主控系统采集数据，另一方面与AGC/AVC系统对接，接收调度限电指令，按照山东电网AGC、AVC的调节策略进行调节。同时，需通过防火墙，与功率预测系统对接，一方面获取功率预测系统超短期预测数据，为能量管理平台功率分配提供参照，另一方面向功率预测系统转发风机实时数据。

(2)软件体系结构

系统采用了Client/Server模式结构，数据库和系统处理功能分布在各个软件模块中。软件模块通过标准数据接口和“软总线(SoftBus)”模块相互联接，并由SoftBus统一管理。软总线技术使各个模块可以随意配置在各个节点机中，而且是“即装即用”的，非常容易扩充和升级。考虑到系统的可用性和安全性，可以在多个节点机上为重要的功能模块配备冗余模块。

系统的各软件功能模块以系统数据库为核心分布于多台计算机上，通过网络通信实现各功能模块间的数据共享和信息交换，构成不同功能的子系统。

在Linux/Windows操作系统平台上，定义和实施了实时数据库访问的软总线，实现了建造SCADA应用环境的设计目标。

系统是由若干个功能模块组成的，主要包括前置通信模块、实时数据库处理模块、历史数据处理模块、人机会话模块、报表处理模块以及其它的辅助模块等，这些模块之间的通信以及模块与数据库之间的通信均通过软总线和标准数据库接口完成，其结构如下图所示：

(3)系统功能

系统基于C/S架构，采用C++语言开发，支持跨平台，可在windows、linux等操作系统下运行，满足安全性和可靠性要求。系统与各风机PLC直接通信，实现了风机数据的全面采集和直接控制，实现了平台一体化、图模库一体化、系统管理一体化、数据展示与界面操作一体化，在稳定可靠的基础上实现了很多智能化设计，包括平台智能化，应用智能化等。

(4)系统创新性与先进性方面：

1)风机数据的标准化采集技术：该技术的创新主要包含两方法内容，第一，数据全息采集，直接从风机主控PLC采集数据，摆脱风机厂家封锁和束缚，全面、自主的进行数据采集，使公司可自主掌握风机核心数据点；第二，不同机型杂乱无章的数据进行精准解读，统一规范，完成标准化输出，并形成标准化输出文档，为各个发电企业、科研单位、开发公司提供标准化数据，使各类通用型算法、模型、平台的开发应用成为可能，为风电行业大数据的技术研发、价值挖掘创造了基础。

2)多种机型集中能量管理策略及算法研究与实现：深度分析各机型风机运行工况，利用数据挖掘技术，研究风机运行特性，形成多套功率控制模式，高精度满足电网要求。开发一套集多种算法于一体的自适应能量控制系统，一方面可自由适配不同机型的风机，另一方面充分结合各风机自身的运行工况，选择最合适的分配方式，满足电网要求的情况下，尽量多发，同时对风机的损坏最小。

3)风电场模型库及自动适配技术研究：建立风机公用信息模型库，同时开发自动适配工具，后期风电场有相同厂家设备时，可自动适通信协议、点表、数据模型、状态标准化、数据治理策略等信息，实现一体化监控系统的标准化部署及应用。

4)国产化平台下,通用型风电场能量管理系统的开发,本课题开发的一体化系统,完全基于国产操作系统，并且为C/S架构系统，满足国网要求，安全稳定效率高，可以大幅减少监控系统软硬件数量、工作站数据、场地需求和采购、维护、升级成本，减少监盘人员需求，同时，可以统一风电场监控系统操作界面和方法，降低运行人员的技能需求。

上述实施例提供的一种多机型风机管理控制系统可以实现，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，包括：第一综合终端、第二综合终端以及分别设置于第一综合终端和第二综合终端内的双机热备控制模块；所述第一综合终端和第二综合终端均可作为主机或备机，且均安装有数据采集卡；所述第一综合终端和第二综合终端分别通过所述数据采集卡与切换板插箱连接；所述切换板插箱与风机交换机连接，所述风机交换机通过总线方式与若干风机的控制器连接。

2.如权利要求1所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述主机与有功/无功控制系统平台进行通信，所述主机将采集的风电机数据发送到远端的有功/无功控制系统；所述有功/无功控制系统平台下发控制信号通过所述主机对所述风机进行控制。

3.如权利要求2所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述主机与所述有功/无功控制系统平台的通信方式包括有线通信和无线通信。

4.如权利要求2所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述主机与远端的功率预测系统平台进行通信，所述主机接收所述功率预测系统发出的超短期预测数据，并向所述功率预测系统平台转发风机的实时数据。

5.如权利要求4所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述主机与所述功率预测系统平台的通信方式包括有线通信和无线通信。

6.如权利要求4所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述有功/无功控制系统平台与所述功率预测系统平台分别为集成有有功/无功控制系统或功率预测系统的服务器。

7.如权利要求1所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述第一综合终端和第二综合终端中设置有存储器，所述存储器中部署有国产linux 操作系统。

8.如权利要求7所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述存储器中还内置有风电场模型库，所述模型库中包含各种风机的公共信息。

9.如权利要求1所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述多机型风机管理控制系统采用C/S架构。

10.如权利要求1所述的一种多机型风机管理控制系统，其特征在于，所述风机的控制器采用PLC控制器。

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