近年來,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展并逐漸趨向成熟,風(fēng)電企業(yè)也在不斷發(fā)展壯大。隨著各風(fēng)電集團對其管轄區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場的不斷擴建,風(fēng)電場內(nèi)裝機容量迅速增長,風(fēng)機設(shè)備種類也不斷增加;但由于不同廠家提供的風(fēng)機和監(jiān)控系統(tǒng)間相互獨立,最終造成風(fēng)電場生產(chǎn)數(shù)據(jù)分散、信息孤島、人員利用率低、實時性差、管控效果不佳等問題。如何有效地對風(fēng)機設(shè)備運行狀況進行集中、實時監(jiān)控成為企業(yè)關(guān)注的重點。IEC61400-25標準的頒布,以及OPC、Web Services等數(shù)據(jù)通信技術(shù)的出現(xiàn),為風(fēng)電場集中監(jiān)控系統(tǒng)的研究提供了理論基礎(chǔ)。本文通過建立區(qū)域性風(fēng)電場數(shù)據(jù)采集與遠程集控系統(tǒng),對風(fēng)電場內(nèi)數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)一采集與上傳,實現(xiàn)多個風(fēng)電場的集中化管理以及“無人值班、少人值守、區(qū)域化管理”模式。綜上所述,本文主要從以下幾個方面對風(fēng)電場的數(shù)據(jù)采集與遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行了研究:首先,本文設(shè)計了風(fēng)電場數(shù)據(jù)采集與遠程集控系統(tǒng),并對IEC61400-25標準的信息模型、信息交換模型以及以上兩種模型到MMS、Web Services、OPC XML-DA、IEC60870-5-104、DNP3等五種通信協(xié)議棧的映射方式進行研究與剖析,并結(jié)合工程實際,選擇... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

遠程集中監(jiān)控中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文-11-2.3.1主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本文依據(jù)邏輯功能，將主站遠程集控系統(tǒng)分成四部分，分別為：前置通信子系統(tǒng)、運行監(jiān)視子系統(tǒng)、高級應(yīng)用子系統(tǒng)和Web發(fā)布子系統(tǒng)。前置通信子系統(tǒng)是集控中心主站側(cè)和風(fēng)電場子站側(cè)進行實時數(shù)據(jù)信息交換的橋梁。運行監(jiān)視子系統(tǒng)包括實時數(shù)據(jù)監(jiān)視與報警模塊、數(shù)據(jù)庫模塊等；高級應(yīng)用子系統(tǒng)具備故障處理、物資管理、功能預(yù)測、商務(wù)智能等多種功能模塊。Web發(fā)布子系統(tǒng)則負責發(fā)布系統(tǒng)網(wǎng)頁，不僅能夠提供系統(tǒng)集成等功能，同時還支持客戶端服務(wù)接口功能。主站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、磁盤陣列、操作員站、高級應(yīng)用工作站、工程師站等等。這些設(shè)備硬件間相互獨立，數(shù)據(jù)庫獨立，共享站內(nèi)所有信息，這種功能劃分的獨立結(jié)構(gòu)使得各個軟、硬件間運行不受影響，提高了系統(tǒng)的整體容錯能力。集控中心內(nèi)網(wǎng)選用雙機雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，且傳輸速率高于1000Mbit/s，網(wǎng)絡(luò)配置容量滿足系統(tǒng)遠景需求。本文根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)需求分析以及系統(tǒng)設(shè)計目標和原則，選用結(jié)構(gòu)化、模塊化的設(shè)計理念，所設(shè)計的風(fēng)電場遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。該遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)主要由3部分構(gòu)成，即賬戶管理、風(fēng)機實時監(jiān)控和風(fēng)機數(shù)據(jù)管理。其中，賬戶管理分為用戶管理和權(quán)限管理；風(fēng)機實時監(jiān)控管理包括設(shè)備運行參數(shù)監(jiān)測（例如：氣象參數(shù)、機組運行狀態(tài)參數(shù)等）和設(shè)備控制（風(fēng)機啟動、停機、復(fù)位、功率控制）；風(fēng)機數(shù)據(jù)管理包括相關(guān)數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計計算與分析、故障報警信息處理。圖2.2監(jiān)控系統(tǒng)整體功能結(jié)構(gòu)圖2.3.2子站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)風(fēng)電場子站側(cè)負責實時采集風(fēng)場內(nèi)升壓站、電度計量裝置、風(fēng)機、測風(fēng)塔、箱變、AGC、AVC等子系統(tǒng)的相關(guān)運行數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)安全地傳輸至集中監(jiān)控中心。并通過通

河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文-13-第三章基于IEC61400-25標準的風(fēng)機數(shù)據(jù)通信模型建立為了解決不同設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)間的通信問題，實現(xiàn)信息共享與統(tǒng)一監(jiān)控，降低成本，方便設(shè)備的運行維護，有必要制定一套統(tǒng)一的風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)通信標準。自2006年開始，國際電工委員會相繼發(fā)布了由IECTC88技術(shù)委員會起草并制定的IEC61400-25標準，全稱為風(fēng)力發(fā)電場監(jiān)測與控制通信標準[29-30]。該標準是應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站的IEC61850標準在風(fēng)電領(lǐng)域的擴展，兩者在結(jié)構(gòu)與最終目的方面有著十分緊密的聯(lián)系[31]。IEC61400-25標準為風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)提供了良好的標準規(guī)范，其建立在開放、標準的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上，通過對風(fēng)電場數(shù)據(jù)信息進行抽象化、模型化、標準化規(guī)范，高效地解決風(fēng)電場內(nèi)不同制造商提供設(shè)備之間的通信問題，實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)，達到系統(tǒng)統(tǒng)一，以便實現(xiàn)對風(fēng)場設(shè)備的集中統(tǒng)一監(jiān)控，優(yōu)化風(fēng)電場運行管理模式[32]。3.1IEC61400-25標準內(nèi)容概要IEC61400-25標準的核心內(nèi)容涵蓋了如圖3.1所示的六部分內(nèi)容：圖3.1IEC61400-25標準內(nèi)容該標準可應(yīng)用于風(fēng)電場內(nèi)組件和外部監(jiān)控系統(tǒng)(例如SCADA系統(tǒng))之間的通信，涵蓋風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪、傳動機構(gòu)、發(fā)電機、變流器、機艙、偏航系統(tǒng)、塔架、故障報警系統(tǒng)等等，氣象系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及操作管理系統(tǒng)，但是風(fēng)電場組件間的內(nèi)部通信以及饋電線和變電站相關(guān)信息并不包括在該標準規(guī)定的范圍內(nèi)。IEC61400-25標準作為IEC61850標準在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的延伸，不僅繼承IEC61850標準的優(yōu)勢，也發(fā)展了自身的特點，主要特征為：基于面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)，具備完善的自我表述能力以及對設(shè)備和應(yīng)用接入保持完全的開放性；數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一標準化模型建

【參考文獻】：
期刊論文
[1]OPC接口技術(shù)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 周利國.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(24)
[2]Android學(xué)習(xí)平臺中Web Service架構(gòu)的實現(xiàn)與研究[J]. 申鴻燁.  智能計算機與應(yīng)用. 2017(03)
[3]大型風(fēng)電場的控制性能評價標準及儲能控制策略研究[J]. 李濱,吳思緣,陽育德,李佩杰,粟祎敏.  中國電機工程學(xué)報. 2017(16)
[4]IEC 61850的XMPP映射方法[J]. 韓國政,徐丙垠,張俊濤,王凱.  電力系統(tǒng)自動化. 2017(03)
[5]一種SCADA系統(tǒng)和視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中聯(lián)動的應(yīng)用方法[J]. 樊騰飛.  電子設(shè)計工程. 2016(24)
[6]基于IEC 61400-25的風(fēng)電遠程集中控制系統(tǒng)[J]. 丁曉贇,魯麗萍,劉娟.  電力信息與通信技術(shù). 2016(08)
[7]風(fēng)電場信息的采集與監(jiān)控[J]. 張彩強,朱濤,顧雪平.  云南電力技術(shù). 2016(04)
[8]我國風(fēng)力發(fā)電健康發(fā)展策略[J]. 沈宗慶,李孟剛.  國家行政學(xué)院學(xué)報. 2016(04)
[9]基于WebService的數(shù)據(jù)共享交換平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 李萍.  計算機時代. 2016(07)
[10]風(fēng)電場群遠程集中監(jiān)控與生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計[J]. 萬黎升,曹洋,閆照云.  江西電力. 2016(06)

博士論文
[1]我國能源供給結(jié)構(gòu)低碳化評價與優(yōu)化研究[D]. 李美瑩.哈爾濱工程大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于Web Service的服務(wù)構(gòu)件表示及其邏輯設(shè)計應(yīng)用研究[D]. 郭朋.中央民族大學(xué) 2017
[2]風(fēng)力發(fā)電集中運行監(jiān)控方案設(shè)計及應(yīng)用研究[D]. 禹欣彤.華北電力大學(xué) 2016
[3]基于OPC XML-DA的風(fēng)力發(fā)電機移動遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李靜.湘潭大學(xué) 2016
[4]面向Wince終端的OPC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[D]. 龍祖明.華南理工大學(xué) 2016
[5]陜西省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動與能源消費關(guān)系研究[D]. 徐麗麗.西安建筑科技大學(xué) 2015
[6]考慮光伏與電動汽車充電功率不確定性的配電網(wǎng)調(diào)度方法研究[D]. 王力成.浙江大學(xué) 2015
[7]基于IEC61400-25的風(fēng)電場集成監(jiān)控模型設(shè)計[D]. 楊勝義.蘭州理工大學(xué) 2013
[8]基于面向?qū)ο蟮娘L(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)研究及開發(fā)[D]. 王文卓.中國電力科學(xué)研究院 2013



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