1、2MW风力发电监控系统,报告人：佘慎思2011年7月,Scada系统介绍2MW风力发电监控系统的开发平台2MW风力发电监控系统结构2MW风力发电监控系统功能2MW风力发电监控系统的通讯方式2MW风力发电监控系统风场模板化配置,内容,Scada系统介绍,Scada(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，实现数据采集、设备控制、参数调节以及各类信号报警等各项功能。风力发电Scada 系统的目标是对现场运行的风电设备进行监视和控制。,Scada
2、系统介绍2MW风力发电监控系统的开发平台2MW风力发电监控系统结构2MW风力发电监控系统功能2MW风力发电监控系统的通讯方式2MW风力发电监控系统风场模板化配置,内容,2MW风力发电监控系统的开发平台,2MW风电Scada系统的开发平台采用北京三维力控组态软件。开发平台内置了大多数所需的控件，也包含了功能强大的数据库。本平台最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。开发平台提供了许多控制器厂商的通讯协议，特别是对B&R主控制器的通
3、讯协议Modbus及对Beckhoff主控制器通讯协议ADS的支持。,Scada系统介绍2MW风力发电监控系统的开发平台2MW风力发电监控系统结构2MW风力发电监控系统功能2MW风力发电监控系统的通讯方式2MW风力发电监控系统风场模板化配置,内容,2MW风力发电监控系统结构,Scada系统介绍2MW风力发电监控系统的开发平台2MW风力发电监控系统结构2MW风力发电监控系统功能2MW风力发电监控系统的通讯方式2MW风力发电监控系统风场模板化配置,内容,2MW风力发电监控系统功能,实时数据交换数据处理与储存跨系统通讯双机冗余切换数据的图形化显示故障报警用户权限及操作,实时数据交换,通过数据采集驱动
4、实时采集每台风机主控制器上的模拟、数字等变量信息，并且显示每一台风力发电机组的运行状态。通过通讯协议把开关量写入风机控制器，操作每台风机或整个风场的启动、停机及复位动作。通过通讯协议把模拟量写入风机控制器，操作每台风机或整个风场的功率因数和转矩。,数据采集的变量表,数据储存与处理,实时数据中的需要记录的每一个检测点的数据发生变化时，系统将发生变化的数值和时间转存入历史数据库。系统能够实现数据统计、存储、分析、报表、曲线、打印等多种功能，其中最重要的一些数据图表有功率曲线、风玫瑰图、故障情况统计表等等。,数据保存的变量表,跨系统通讯,针对不同硬件系统采用不同通讯协议的情况，Scada系统能够支持
5、多种通讯方式。对于Beckhoff主控制器的风电机组，Scada系统采用TwinCAT的ADS通讯协议。对于贝加莱主控制器的风电机组，Scada系统采用Modbus通讯协议。,双机冗余切换,采用客户端/服务器结构。如果主服务器出了故障退出工作，另一等效服务器立即替代它的工作，始终保持整个系统的所有任务处理不中断，保证这个系统是可靠的。客户计算机请求数据时并不关心数据具体的位置，只要有服务器提供数据即可，感觉不到服务器发生了改变。,数据的图形化显示（风玫瑰图）,以风向为参照，直观显示设定时间内风频、风速和功率的数据统计信息。风向从0度360度的风用一个圆周表示。四种颜色的扇形直径长度分别表示这个
6、风向上风出现的频次（暗红），风速（蓝），功率（红），风速立方（绿）。,数据的图形化显示（功率曲线）,以风速为参照，直观显示设定时间内风频及发电功率的数据统计信息。风速从0m/s25m/s的风用横坐标表示。两种颜色的柱状图分别表示这个风速上面风出现的频次（蓝）和发电功率（红）。,故障代码表,故障代码表数据来源由服务器上的关系数据库转移到控制器上的文本文件。故障代码表分为全部故障代码统计计数表和最近100条故障代码统计显示表。故障代码表可以导出成为excel文件。,运行记录表,运行记录表数据来源由控制器上的文本文件转移到服务器上的关系数据库。运行记录表统计的参数分为发电量，可利用率，工作时间，故障
7、时间，停机时间，发电时间，偏航时间，顺时针偏航时间，逆时针偏航时间，维护时间，停机次数，切入次数，偏航次数，主断路器开次数和维护次数。按运行记录表统计的时间分为月报表，年报表和总报表。运行记录月报表，年报表和总报表可以导出成为excel文件。,故障报警,过程报警 对每一模拟量参数设置几种运行限值，数据超过规定的报警限值或低于规定的报警限值时，系统自动提示和记录。限值均设有越/复限死区，以避免实测值处于限值附近频繁报警。系统报警系统运行故障I/O设备通讯故障,实时报警和历史报警记录,实时报警只反映当前未确认和确认的报警。如果经过处理后一个报警返回到正常状态，则这个变量的报警状态变为“恢复”状态，
8、它前面产生的报警状态从显示中消失。历史报警记录显示报警发生的时间、确认的时间和报警状态返回到正常状态时的时间。,用户权限及操作,设置了不同的操作权限和口令，防止非法操作和误操作。用户进行交互式操作，当权限不正确时，显示出错提示信息。数据输入功能：操作人员可在线输入数据，修改报表。操作记录：存储用户的各种操作信息，且可以打印输出操作记录。,Scada系统介绍2MW风力发电监控系统的开发平台2MW风力发电监控系统结构2MW风力发电监控系统功能2MW风力发电监控系统的通讯2MW风力发电监控系统风场模板化配置,内容,2MW风力发电监控系统的通讯,通讯结构通讯系统的硬件连接方式通讯协议通讯系统的软件层数
9、据交换协议通讯方式实时数据和历史数据的区别网络发布,通讯结构,下位机（Beckhoff控制器或贝加莱控制器）以工业以太网络连接，通过交换机与上位机通讯。（单模光缆作为通讯介质）,通讯结构简图,通讯协议,Beckhoff控制器使用TCP/IP协议，TwinCAT通讯协议ADS可在TCP/IP协议的基础上进行，实现实时数据交换。DataServer方式：在控制器的WinCE操作系统上开发了autosend数据打包发送程序，通过上位机的PLC_BECKHOFF_SERVER 驱动程序接收数据，这种方式用于实时大规模数据的读取。ftp方式：风机运行和操作的历史数据在控制器上保存为文本文件，通过建立ft
10、p服务器发布这些文件。,通讯协议,贝加莱控制器使用Modbus协议实现实时数据交换。ftp方式：风机运行和操作的历史数据在控制器上保存为文本文件，通过建立ftp服务器发布这些文件。,通讯方式,实时数据对于Beckhoff控制器，数据的读取采用DataServer驱动的方式，数据的写入采用ADS的方式。对于贝加莱控制器,数据的读取和写入都采用Modbus方式。历史数据Beckhoff控制器和贝加莱控制器都采用ftp方式读取文本文件，然后把数据存入关系数据库，两种系统几乎没有区别。,网络发布,在监控系统中，用户除了使用标准的客户端/服务器（C/S）网络应用方式，也可以采用浏览器/服务器（B/S）的
11、方式来浏览服务器的画面。服务器提供Web发布功能，使用户从IE浏览器上远程访问监控系统工程画面，而在客户端并不需要安装任何与组态有关的软件（仅仅使用浏览器）。,网络发布,系统的Web服务器，是标准的Web服务器，完全符合标准的HTTP通讯协议。在Web服务器上需要安装组态软件，同时Web服务器保存发布的HTML文件，传送文件所需数据，并为用户提供浏览服务的站点。Web发布服务器可以是针对外部Internet网也可以只有局域网。,Scada系统介绍2MW风力发电监控系统的开发平台2MW风力发电监控系统结构2MW风力发电监控系统功能2MW风力发电监控系统的通讯2MW风力发电监控系统风场模板化配置,内容,2MW风力发电监控系统风场模板化配置,模板化配置的概念在脱离组态环境的情况下根据现场的情况对软件进行灵活配置以适应不同风场（上限50台风机）风场数据统计功能：根据风机配置模板，计算风场的实时功率及累计发电量,总结,本系统所覆盖的工程范围从数据采集与处理、事件报警实时/历史记录、专业报表、打印管理、监控界面、历史数据饼/棒图、用户权限管理，友好的人机界面且拥有专业的实时及历史数据库的定义及表达工具。,END,谢谢!,
