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龙源电力尹诗:建立省级监控中心 合理优化风电场资源调度问题——2018年智慧电厂论坛(二期)

北极星电力网新闻中心  来源:电力头条APP    2018/7/25 16:43:36  我要投稿  

北极星火力发电网讯:“在区域公司、省会城市建立一些省级监控中心,通过远程监控、数据分析等功能实现对远端风电场统一管理、统一运行维护,达到省公司、区域公司提升管理水平,合理优化资源调度问题,提高设备运行效率,包括我们联合储备等一些功能,降低了远程的运维成本。”龙源电力集团中能电力科技开发有限公司项目经理尹诗分享了《风电生产集控中心建设的关键问题研究》时说。北极星电力网全程对会议进行直播,如需了解更多的会议直播,请联系微信号:13693626116

尹诗:各位领导、各位同事,大家下午好!我介绍的内容就是关于风电的,我们龙源主要是做风机发电的,我们达到了1800万的装机,目前是全球最大的风电运营商。

直播地址:2018年智慧电厂(第二期)

我主要通过我们省级监控建设的案例来介绍我们龙源电力的信息化和智慧风电建设的情况,主要分为两个方面:第一,我们建设省级监控的意义;第二,我们目前省级监控建设的功能。

我们风电企业目前很多风电运营商都在建立信息化大数据系统,因为我们风电地处比较偏远,都在一些山区或者一些戈壁滩上,一些人员的储备、人员的流动比较大,我们在区域公司、省会城市建立一些省级监控中心,通过远程监控、数据分析等功能实现对远端风电场统一管理、统一运行维护,达到省公司、区域公司提升管理水平,合理优化资源调度问题,提高我们设备运行效率,包括我们联合储备等一些功能,降低了远程的运维成本,实现了我们风电厂的少人、无人值守。我们建设目标主要是三大目标:第一,提高发电量;第二,提升我们的设备管理;第三,包括我们风电场的减员增效。

我们的主要功能,功能是实现了风电厂运行的集中监控,包括我们再生公司及在集团本部实现了数据的分析统计,实现整个报表的自动流转。核心的几个关键点主要是几个统一,因为风电设备的制造商比较复杂、比较多,从前期像国外的一些设备制造商,像200千瓦、300千瓦,到后期国产的1.5兆瓦、2兆瓦、3兆瓦的机组,机型种类比较多,机型厂家比较复杂,首先对数据、对管理、对运行维护都需要统一的标准。

这个是我们省级监控建设的框架图,这个图画的比较简单,下面是一个数据系统,主要是实现我们风电厂侧所有一次设备还有一些系统的数据采集,包括风机的升压站、测风塔的、关口表的还有一些功率预测系统,这些数据的采集,通过建设的省级,通过从风电厂到省级的专线连接,把数据汇集到我们的省级监控中心侧,实现省级监控数据的实时监视、远程控制、故障报警等等,还要根据安全防护符合电网公司的规定。

首先我介绍一下数据采集系统。数据采集系统可能跟咱们在座各位专家上午讨论的像一些火电和一些水电可能不太一样,因为风电主要是设备比较多,像一个风机大概的测点可能能达到上千个测点,而且每个风电厂可能涉及到风机的种类、风机的机型、风机的部件都不一样,对于数据采集来说是建设我们省级监控关键的核心点。这里主要是体现在各个风机的测点不太统一,包括我们对国外的一些机组、国内的像前期的1.5兆瓦的、像后期2兆瓦、3兆瓦的机组,我们数据都做一个标准的统一,包括测风塔都要进行采集,如果实现秒级数据采集,我们能达到每秒一个风机达到2K左右,如果是一年的话这个数据能达到几百个G。

数据采集接口,就像最早国外的一些机组,像维斯塔斯的一些国外机组,他的数据接口是不对业主方开放的,对后续建设信息化系统造成很大的困难。目前有两种方式,一个就是通过跟机组厂家进行沟通、进行协调。另外,通过直联PRC的形式,把数据通过PRC的形式直接取过来。数据接口多种多样,每个厂家都有自己定义的数据接口、数据类型和数据格式,需要在数据的标准化方面做一些比较大的工作。

从风机的数据层次上来说,这块系统建设的一些关键点,包括风机状态信息的统一,因为很多机组厂家在前期建设的时候都是自己根据自己对风机状态的理解,他们机组厂家的状态也不统一,我举个例子,比如像有一些机组厂家,可能把小风带机定为一个待机状态,像有些厂家可能把小风带机定为另一个状态,这样数据分析的时候造成很大困难,我们把这块的状态做了统一,包括我们设计到的一些机型,我们现在有23个机组厂家、96个机型,我们对每一种机型都要做一些标准化的工作。其他重要的数据,像风速、功率、转速、环境、温度这些重要数据肯定是要采的,还有一些测点量,比如有些风机的测点状态,比如说齿轮箱、游温,这些测点有的装在齿轮箱的前轴、有的装在后轴,他这样装所有的数据分析对这个数据测点的分析肯定会有问题,所以说在做数据分析的时候,对每个模拟量测点的安全位置和物理意义也需要做一些了解。

这块主要是一些报警信息,因为这是监控系统,肯定要有一些报警信息,包括对风机报警的时间、代码、分类,还有故障的等级,故障的部位,包括变频器的故障,偏航故障,齿轮箱故障等故障,这些都需要做一些故障的分级管理。

像升压站数据,主要是遥测、遥信、遥控、遥脉,像我们风电一般都是电压等级不是特别高,一般可能就是110千伏,高的可能有22千伏的。遥测我们采集的主要是各线路主变的高低压的线路、电压、有功无功等一系信息。遥信主要采集各个隔离开锻、刀闸、断路器的开关状态。遥控,省级监控如果想实现远端的无人职守,还是需要对风电厂进行控制的,在电网运行的情况下,我们会有一些控制的指令。遥脉,主要是一些电量信息,方便后续做一些报表统计。电能表数据,主要指一些点亮数据,采集风电厂的电能设计,包括正向无功、反向有功、正向有功、反向无功。

测风塔数据,也是分每个层级的,我们将测风塔的数据分为了风速类、风向类、气压类、温度类信息,这些信息采集过来以后便于我们后续系统进行远程集中监控时生成的风资源报表数据提供一些数据支撑。

功率预测数据,主要是我们风电场站内还有一套功率系统,主要是给电网报送未来24小时的短期数据,还有未来4小时的超短期数据,这个数据通过ftp或者modbustcp的形式,将一些功率预测的数据上升到我们监控平台立面去,这样为运行人员合理安排定检维护时间。

这些主要是我们龙源现在建设的一些省级监控的画面,包括我们在龙源江苏、龙源云南、福建和新疆,投产的一些省级监控中心。

通过大屏的形式,首页显示飞机的运行,首页显示我们将一些风机的状态统一划分成运行、待机、维护、通信中断、故障,便于运行人员随时的去查看现在所下辖的风电场的一些风机的运行情况。八这是以一个马赛克图的形式展现了省公司下辖所有风机的状态显示情况,包括我们绿色的就是显示的运行,浅绿色代表待机,红色代表维护,大红色代表故障,黄色代表通讯中断,便于运行人员第一眼直观看到下辖所有风机的运行情况。

还有风电场信息监视情况。这个也是目前做监控系统比较主流的一些展现方式,就是矩阵图的形式显示当前风电场下辖所有风机的运行情况,同样包含一些风电场关注的风速、功率和运行状态。

这个是整个现场风机分布的道路线路图,因为现场运行人员对道路线路图是比较熟悉的,便于他实时去查看当前风机的一些状态。通过监控还可以实现数据的下钻,这个页面显示的是单台风机详细的数据展示,包括实时工具、报警信息等等,包括一些详细的重要的数据信息,都可以在这个页面上展示出来。还可以通过部件展示的形式,比如说可以通过机舱、齿轮箱、发电机这些部件的形式实时监控数据。这是整个监控系统接入的升压站的一次接线图,显示主要是遥测信息和端路径的开合状态。这是测风塔信息,每个测风塔分很多层,这个测风塔是三层,每层的风速、风向,还有整个大气温度、大气压力。

这是整个电度表展示的情况,包括刚才我提到的四个数据,一块表四个数据,正向有功、正向无功、反向有功、反向无功。这是光字牌的形式,展现整个风机的报警信息,红色代表这个部件有报警信息,黄色代表有告警信息。实时报警,还可以列表的形式展现出来,包括这个风机的设备名称、风机的机型、风机代码、开始时间、结束时间、属性,便于检修人员第一时间查看这些信息,便于后续也可以生成表表去统计。单机控制,可以在省级监控中心侧实现我们的单台风机的控制,包括风机的启动、停机和复位。

还可以实现批量的控制,包括对每条线路的,包括通过每条线路,通过机型、通过整场的批量控制,实现整个风电厂的启动停机复位,这个主要用在电网检修或者说整个风电厂检修过程中,提前可以通过远程的方式把所有风机都停下来,这样对风机的冲击会比较小。

还有一些管理功能,主要是一些报表的功能,日报就是每天零点系统自动生成我们单机的日报表、风电场的日报表等,这些指标都是我们后台建设的大数据平台,后台自动取计算实现的,一些数据是自动采集的,采集完以后在后台自动实现,运行人员他们在零点的时候检查一下数据的准确性,就可以一键上报,这样大大减少了运行人员的工作量。月报,跟日报类似,但是有一些指标是不太一样的,月报就是通过日报去自动汇总的,包括我们现在的报表系统都可以自动实现跟我们上级公司,现在是国家能源集团进行的自动数据交互。自定义报表,就是实现根据运行人员和现场管理人员他们对一些报表的需求不同,比如说他可能需要看这个参数,另外一个人员可能需要看另外一个参数,这样他可以去通过这个系统自定义一个报表,他可以导出这个报表,自动取分析,自动取计算。

这个是历史数据查询,因为我们后台的数据平台,整个系统前端是没有数据存储功能的,后端的数据存储我们挂了两个数据,我们秒级数据是存在了大数据平台上,如果去查看数据的话,我们可以通过关系库把数据调出来,如果秒级数据平台把数据可以实时的去调出来,便于后续的离线分析。这是一些报警记录的查询,用户可以根据设备的类型、模块、报警级别、确认状态等查询报警信息。这是一些值班人员的操作系统,任何一个值班员登录系统以后进行风机的操作,都可以在系统中进行留存,便于后续一些查找。

功率曲线,在风电领域里边算是一个比较重要的标准,因为风率曲线就是风速和功率的拟合曲线,我们也是根据实时的数据采集过来以后,拟合出一条功率曲线作为标准曲线,这个黄色的曲线代表厂家标准的曲线,每个风机厂家出厂的时候有一个标准功率曲线,那个红色的就是运行功率曲线。

这个是十分钟数据查询,从历史库里边去导入一些数据。统计分析,后台可以通过离线数据分析,也可以通过在线的数据平台,我们可以算一些理论发电量、各个状态的损失点亮,这些值,包括我们的差异率指标等,这些值都是我们后台自动计算推送到前台,便于运行管理人员可以第一时间查看这些风电厂的指标,我们可以进行区域对标,还有各机组厂家之间进行对标。

以上是我介绍的内容。谢谢大家!

(发言为电力头条App根据速记整理,未经本人审核)

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