风机监控系统及通信系统.docx
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风机监控系统及通信系统
风机监控系统及通信系统
1、SCADA监控系统
金风科技作为国内最大的风机制造商，针对国产风机已经拥有了功能完善的风力发电机中央监控软件及远程监控软件。
并于2006年开发完成金风SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition，数据采集与监视控制系统）系统，该系统可实时对多个电场、多种机型实现远程数据采集和监控及各类信号报警。
系统分为中央监控系统（指通过风电场通讯光缆在风电场监控室实现的监控系统）和远程监控系统（指通过Internet实现的监控系统）。
8.1、SCADA监控系统组成
SCADA系统由前置适配器、中央监控系统、远程监控系统、代理服务器、远程数据中心组成，如下表：
序号
组成模块
描述
1
SCADA前置适配器protocoladapter
协议规约转换，数据缓存，数据预处理，完成与PLC的通讯，数据采集，对中控和SCADA提供数据接口
2
SCADA中央监控系统Centralcontrolsystem
风机就地中央监控系统
3
SCADA远程监控系统Remotecontrolsystem
风机监控，状态监测，载荷检测，功率检测，电网监测，气象数据及分析图表
4
SCADA代理服务器Proxyserver
电场实时数据远传，分析数据同步，远程访问代理
5
SCADA远程数据中心Remotedatacenter
电场通讯，电场实时及分析数据汇集，数据集中
8.2、SCADA监控系统功能特点
SCADA系统能为不同用户定制不同的功能。
针对投资商：
风场发电量监测、项目投资受益
针对运营商：
风机运行状态检测、风资源情况、风机可利用率、风机产能状况、可以按任意时段统计功率曲线。
scada系统总体结构示意图
序号
功能
描述
1
风力发电机组监测
a）分级权限实时监控风机
b）缺陷报警跟踪分析
c）风机功率曲线、趋势图等
d）风机详细信息显示、可利用率计算
e）自动计算日、月、年报及任意时段组合报表
f）历史数据查询、统计、分析
g）综合图表分析，远程生成各图表，显示数据趋势。
提供多图形及数据对比分析。
并可导出EXCEL表格。
h）风机控制
2
变电站监测
i）监视记录所有电场的变电站运行信息，如线路接线、开关状态、无功补偿设备运行状态、母线电压、关口表上下网电量、功率因数等。
j）对整个风力发电厂、整体上下网电量、线损等生产数据作出详细的日、周、月、季、年度报表。
3
测风监测
k）监视记录各个测风塔的风速、风向数据。
l）根据测风数据以及发电量信息作出风电场的风功率曲线，考核风力机性能，对前期可行性研究报告作出后评估。
8.3、SCADA远程监控系统
金风科技根据电力行业远程数据监控要求，确保数据的安全性，可以采用电力专网为传输介质。
如果配有完善的网络路由器及防火墙，也可通过光纤、ISDN、ADSL、CDMA、GPRS等上Internet，通过VPN实现远程监控。
风电场生产运行数据监视系统中风电机组远程监测系统平台我们计划采用风电场风机排布方式显示。
所有远程用户都可通过浏览器访问远程数据中心进入远程监测系统，并根据不同的访问权限，查询相应的功能。
按照不同的访问权限可以非常方便查询所有电场或某几个电场、某一个电场所有风机运行情况数据。
当用户进入系统时，根据授权，能看到所授权访问的各个电场，可以总览所有电场，可以进入某电场查看电场各风机的运行状态及产量，并可进一步查看单台风机的内容。
远程监控示意图如下：
8.4、OPC协议
依据客户需求可提供OPC接口。
为了避免开放数据过多对中央监控系统的软硬件带来的超量增长负荷，从而会影响招标人的实际生产、检修、调度、计划等工作，投标人目前可开放风速、风向、发电量、有功功率、无功功率、功率因数这6个参数。
8.5、箱变监控
SCADA系统可根据招标人的需求对箱式变压器运行状态进行监控（费用另行计算）
投标人依据历来的项目经验，推荐箱变监控方案如下：
2、机组通讯介绍
GW1500kW风力机采用工业以太网（Ethernet）的通讯方式，风力机端通讯接口为为RJ45电气接口。
就地通讯网络是通过电缆、光缆等介质将风机进行物理连接，对于介质的选择依据风电场的地理环境、风机的数量、风机之间的距离、风机与中央监控室的距离、项目的投资以及对通讯速率的基本要求制定（推荐以单模光缆为传输介质）。
网络结构推荐环形结构。
具体的连接方式需要确定风机的排布位置、及结合现场施工的便捷性制定。
环型网络是指依次将各网络结点连接后，将链路首尾结点也连接的网络。
环型网络是总线型网络的改进，它使数据传输的物理链路有2个方向，当一条链路出问题时，会启用另一条链路，如下图。
9.1、光缆（光纤）选型要求
敷设方式：
需要确定光缆采用架空还是直埋方式。
架空可选ADSS型光缆，直埋可选GYTA53型光缆。
光纤芯数：
根据网络需要，可选用用4芯或8新光缆。
光缆芯数采用四芯时，要求按下图的方式进行布线（以某风场5台兆瓦风机为例）。
采用四芯光缆时，需要从最后一台风机处再拉一根光缆去中控室。
光缆芯数采用8芯，要求按下图的方式进行布线。
采用八芯光缆时，需要将其中的四芯从31#->32#->33#->35#->34#->监控室全部熔接起来，这样将增加熔接成本，但可以节省了光缆成本。
单多模光缆：
风机数量较少，排布均匀，离控制室距离近（小于2kM）可选多模光缆；风机数量较多，排布不均匀，离控制室远（大于2kM）建议使用单模光缆。
光纤接头：
需要和光纤转换器接口类型一致，通常为SC、ST、FC型接头，推荐采用是ST型接头。
光缆预留：
现场的每个通讯端（机组）都需要盘至少15m作为余量。
从监控系统的稳定性和通讯速率考虑，一台监控机通讯环路不多于7路，每条线路上风机数量不多于15台。
9.2、光纤以太网交换机选型技术要求
光纤以太网交换机是以太网数据传输中最重要的网络设备，该设备运行的好坏，直接影响了网络的质量，因此设备的选型要求至关重要，建议按照以下要求进行选型：
9.2.1产品设计及元器件选用上满足工业现场需要。
9.2.2机械环境适应性（耐振动、冲击）、气候环境适应性（工作温度-35～＋75；耐腐蚀、防尘、防水），满足要求。
9.2.3符合IEEE标准、电磁安全认证、工业控制设备认证等。
9.2.4支持工业级环网协议，链路故障恢复时间小于300毫秒。
9.2.5电源为宽电压，工作电压在18VDC～36VDC，双冗余设计，有过载保护功能。
9.2.6安装方式采用导轨式。
9.2.7散热方式为无风扇外壳散热。
9.2.8外壳材料为高强度和金外壳。
9.2.9电口自行调整直行或交叉线，可选双共或半双工。
9.2.10有LED灯显示电源/连接、活动状态/速率。
9.3、可组成光纤链网、环网、星型网、相切环。
9.4、应具备4～6个电口；2对光口，SC或ST型单模接口。
点对点传输距离在20KM。
机组内光端机接线方式
9.5、通讯材料
名称
技术要求
风机处
以太网端口
RJ45电口
电源
24VDC
网线
屏蔽五类双绞线，2米
光纤以太网交换机
2个光口6个以太网口，单模，接头与尾纤一致.24VDC供电，具备环网功能
光纤尾纤
接头与交换机一致，单模、3米
终端盒
2进16出、出尾纤、4×M6螺栓固定，螺栓间距85×220
中控处
中央监控机
主流商用机或工控机
前置机
研华P4/2GB/80×2GB
监控软件
光纤以太网交换机
2个光口6个以太网口，单模，接头与尾纤一致，24VDC供电，具备环网功能。
光纤尾纤
接头与交换机接口一致、单模、3米
终端盒
2进16出、出尾纤、4×M6螺栓固定，螺栓间距85×220
中控交换机
网线
屏蔽五类双绞线。
机柜
2米
电源
220VAC
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