研华风电场生产信息管理系统整体解决方案

       当今，全球能源供应紧张，环境问题日益突出，绿色新能源异军突起。风能作为可再生的清洁能源，发展风力发电对于调整能源结构，节能减排，减少环境污染，改善生态环境等方面都有十分重要的现实意义。
1.风电生产信息管理系统应用的背景
       在煤炭、石油等常规能源逐渐枯竭的背景下，风力发电产业得到国家的大力扶持，在近几年获得了巨大的发展。纵观各处的风电场，通常有以下几个行业特点：
       A大部分都处在不仅地广人稀而且环境还很恶劣的地方
       B发电系统相对简单，自动化程度高
       C风电场发电机组一般是一个（或少数）厂家制造，因此同型设备很多，规范相同并且备件相互替代
       D风电场现场运维人员少，生产运营处于集约化
       E单组风力发电机组安装周期短，能快速并网发且风力发电公司、风电场基建整体跨度时间长电，因此基建、生产长期并存
       F风力发电集团一般下辖多处风力发电公司和风力发电分场，管理模式为多级管理体系，集团化运营鉴于风力资源本身特点，以及上述行业特点，如何有效地对风力发电机进行监控，以确保风电场安全、可靠、经济地运行至关重要。
2.研华及时推出基于web的风电场生产信息管理系统(WPMS)
       研华是一家全球领先的网络平台服务供应商。经过20多年的发展，已经在网络平台服务市场中积累了丰富的经验，并为全球用户提供全面的系统整合硬件、软件、客户服务、全球后勤支持和电子商务基础设施等解决方案。
       风电企业在现有高速膨胀的发展期，需要即保证企业的快速扩张，又要保证企业的可持续经营发展。将传统的生产型管理转变为市场化、专业化管理，保证发电运行的安全性和高效性、降低成本、提高发电小时数、增强企业效益，为企业以后的发电并网提高上网竞争力。研华及时推出WPMS：
       WPMS(即Wind Power Management System)，是由研华(中国)有限公司研制的专门针对风场的生产管理系统，是基于研华WebAccess并且跟研华WebAccess融为一体的集风电厂监控，数据采集和风场管理的信息系统，该系统基于面向对象开发，遵循IEC61850、IEC61400-25等国际标准，通过Microsoft Asp.net语言实现，采用Microsoft SQL Server或 Oracle数据库存储各类数据，集成风机远程控制、综合数据查询、风机故障分析等功能，支持电力系统多种类型通讯规约，模块化系统设计，具有良好的可扩展性。
3.WPMS系统架构与实际应用
       WPMS将风电场的风机控制系统、升压站监控系统、视频监控数据通过统一的数据访问接口，实时上传到公司/集团总部，建立风电集团中心数据库，实现对风电场远程监控。通过企业内网门户统一登录，为风电集团内的所有关联部门、员工、角色提供统一、协同的工作平台。
3.1 WPMS(SCADA部分)
       WPMS采用研华独立开发的完全基于Web的自动化组态软件WebAccess，采用多线程的程序设计，完成数据的采集、数据存储和处理、配置维护、状态监视等功能，可同时完成对多个主站系统的通讯以及对多个风机监控系统的采集任务，并且可在短时间内将采集的数据集中，数据均带时标存储，从而保证数据的实时性、准确性、完整性。可以使用OPC服务器接口访问不同风机厂家的风机监控系统，以获取风机信息。OPC规范已被大多数厂商接受，不同厂商只要遵循OPC技术标准就可以实现软硬件的互操作性，目前绝大多数的风机监控系统均支持通过OPC服务器接口访问风机数据。因此使用OPC服务器接口可以屏蔽不同厂家监控技术的差异，解决了风电场种类繁多的风机信息的获取问题。
3.2 WPMS主要功能  
       风机的实时数据采集显示分析存储：如状态、功率、风速、电压、电流、温度和报警
       风机历史数据的长期存储，可查询指定历史日期的机组运行信息
       对一个或一组风机、气象仪表和变电站的远程控制和监测，如开机停机偏航复位等操作
       综合报告生成模块：文本和图表形式的发电厂性能报告，生产率报告，可利用率计算
       100%Web标准下的基于用户的图形用户界面
       可定制友好的访问界面
       可定制的访问页面的安全登录
       风场级别的产能控制
       可定制友好的访问界面
       灵活的报告导出打印方案，方便客户保存自己所需数据
       为客户提供高级数据库接口
       风机数据信号可通过标准OPC接口导入到客户的集成监控系统之中
       良好的解决方案可维护性和可升级性
       通过E‐mail或SMS进行报警通知
       数据库存储时间间隔自由设定
       冗余设计，保证各类数据100%完整性
       集成视频监控系统和安防系统
       通过网络或专线通道对其进行在线的远程维护及升级
       支持各种手机和平板电脑等移动设备，及时精准了解生产实时情况数据，为决策者提供最可靠的决策依据
       报警信息和事件记录的实时表现及在线确认
       免费的客户端授权
       多叠式网络安全体系 
       分布式结构体系
       通过WebAccess提供的Web服务及域名解析，端口映射等功能允许用户远程对系统进行维护和更新
       通过WebAccess提供的基于矢量格式的Web画面具有自适应缩放功能，支持各种分辨率显示
3.3 WPMS成功应用
       WPMS已经成功部署实施在某风电企业监控中心，通过集群风电生产管理系统为多风场业主提供访问权限与控制权限。系统主要分为实时监控与历史数据管理两部分功能，实时监测能够动态刷新数据并及时显示给用户，并且提供了友好的界面远程控制风电机设备。历史数据管理部分主要体现在报表管理，可以根据用户的不同需求提供不同类型、功能丰富、美观的报表。考虑到便捷办公，本系统推出WPMS for mobile功能，管理层等有权限的用户可以随时通过移动设备访问该系统。

 
图1 研华风电场生产信息管理系统整体解决方案

图2 研华风电场生产信息管理系统部分界面

图3 WPMS for mobile

4.结论
       WPMS基于一个先进的、可靠的SCADA(Advantech WebAccess)平台，可轻松实现不同异构的风机，变电站和外部气象站等其它监控系统的数据交换，在现场发生故障时，有效降低反应时间，从而降低运行成本。通过一个中央服务器来控制整个风电场数据的连续采集、存储和智能处理，可以使您在世界上的任何一个地方优化风机生产状况，监测性能，并生成详细的定制报告。研华风电场生产信息管理系统在风场中的应用，重点在于如何全面帮助风电企业实现专业化管理，安全和高效性运行、降低成本、增强企业效益，保障电网安全稳定运行。