一、項目背景

風力發(fā)電公司一般有很多風電場，每個風電場的占地面積都比較大，調(diào)度管理比較復(fù)雜。力控科技推出的風電場監(jiān)控管理系統(tǒng)，能夠使每個風電場能夠有效地調(diào)度、管理每臺風機，也能夠使風電公司能夠共享每個風場的數(shù)據(jù)。實實在在地提高了企業(yè)生產(chǎn)管理的效率。

二、項目建設(shè)目標

★顯示機組的運行數(shù)據(jù)，如機組的瞬時發(fā)電功率、累計發(fā)電量、發(fā)電小時數(shù)、風輪及電機的轉(zhuǎn)速和風速、風向等，用風玫瑰圖、曲線或圖表的形式直觀地顯示出來。

★顯示風電機組的運行狀態(tài)，如開機、停車、調(diào)向、手/自動控制以及大/小發(fā)電機工作等情況。

★顯示各機組運行過程中發(fā)生的故障。在顯示故障時，顯示出故障的類型及發(fā)生時間，以便運行人員及時處理及消除故障，保證風電機組的安全和持續(xù)運行。

★實現(xiàn)對風場內(nèi)所有風機的啟動、停止、復(fù)位等功能的實時控制。

★實現(xiàn)公司級數(shù)據(jù)共享。

三、系統(tǒng)功能

3.1 完整實時數(shù)據(jù)展現(xiàn)

力控科技監(jiān)控平臺軟件具備風電行業(yè)專用的設(shè)備負荷專用曲線及監(jiān)測組件，適合風電場級監(jiān)控和風電場運維中心的系統(tǒng)集成，采用核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)風電場的所有風電機組、繼電保護、風速、發(fā)電量、售電量等運行情況的遠程監(jiān)視和接收匯總，使各級部門都能及時的了解風電機組運行狀態(tài)和發(fā)電狀況。可實現(xiàn)以下參數(shù)的匯總展示：

電網(wǎng)參數(shù)：包括電網(wǎng)三相電壓、三相電流、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)等。電壓故障檢測：電網(wǎng)電壓閃變、過電壓、低電壓、電壓跌落、相序故障、三相不對稱等。

氣象參數(shù)：包括風速、風向、環(huán)境溫度等。

機組狀態(tài)參數(shù)：包括：風輪轉(zhuǎn)速、發(fā)電機轉(zhuǎn)速、發(fā)電機線圈溫度、發(fā)電機前后軸承溫度、齒輪箱油溫度、齒輪箱前后軸承溫度、液壓系統(tǒng)油溫、油壓、油位、機艙振動、電纜扭轉(zhuǎn)、機艙溫度等。

3.2 實現(xiàn)風機遠程控制

可以根據(jù)生產(chǎn)需求，實現(xiàn)對單臺、回路、及全部風機進行，故障復(fù)位、遠程停機及遠控啟動操作，方便對風機的集中管理。并可根據(jù)電網(wǎng)實時參數(shù)，外部氣象條件參數(shù)，按照設(shè)定好的控制策略，實現(xiàn)對風機啟停、復(fù)位的遠程控制。

1）主控系統(tǒng)檢測電網(wǎng)參數(shù)、氣象參數(shù)、機組運行參數(shù)，當條件滿足時，啟動偏航系統(tǒng)執(zhí)行自動解纜、對風控制，釋放機組的剎車盤，調(diào)節(jié)槳距角度，風車開始自由轉(zhuǎn)動，進入待機狀態(tài)。

2）當外部氣象系統(tǒng)監(jiān)測的風速大于某一定值時，主控系統(tǒng)啟動變流器系統(tǒng)開始進行轉(zhuǎn)子勵磁，待發(fā)電機定子輸出電能與電網(wǎng)同頻、同相、同幅時，合閘出口斷路器實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

3）風力機組功率、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)根據(jù)風力機特性，當機組處于最佳葉尖速比λ運行時，風機機組將捕獲得最大的能量，雖理論上機組轉(zhuǎn)速可在任意轉(zhuǎn)速下運行，但受實際機組轉(zhuǎn)速限制、系統(tǒng)功率限制，不得不將該階段分為以下幾個運行區(qū)域：即變速運行區(qū)域、恒速運行區(qū)域和恒功率運行區(qū)。額定功率內(nèi)的運行狀態(tài)包括：變速運行區(qū)（最佳的λ）和恒速運行區(qū)。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與查詢

1）歷史狀態(tài)日志查詢：根據(jù)選擇風機及時間段，查詢風機的歷史工作狀態(tài)。

2）歷史瞬態(tài)日志查詢：查詢選擇風機在設(shè)定時間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)記錄。

3）歷史故障日志查詢，查詢當前選擇風機在查詢時間段內(nèi)的故障狀態(tài)。

3.4 強大的風勢曲線與風頻圖

1）風速曲線圖：根據(jù)設(shè)定時間段，自動根據(jù)數(shù)據(jù)差值，描繪風速變化軌跡，并根據(jù)設(shè)定起始風速及區(qū)間，自動統(tǒng)計于右側(cè)表格。

2）趨勢圖：可以將風機所有變量在設(shè)定時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄獲取到右側(cè)表格，并且于左側(cè)區(qū)域以曲線方式表現(xiàn)。

3）風頻圖：查詢設(shè)定時間段內(nèi)，各風速區(qū)間出現(xiàn)的次數(shù)，以柱狀圖的形式表現(xiàn)。

4）關(guān)系對比圖；在同一曲線控件內(nèi)同時顯示兩個不同變量在同一時間段內(nèi)的線性對比關(guān)系

3.5有功功率跟蹤控制功能

風電場正式運行過程中，為了避免風力強度較高的時候，風力發(fā)電電量傳輸?shù)诫娋W(wǎng)中的時候功率過大，需要對風力發(fā)電的風機在不同的風力情況下，自控控制開啟不同數(shù)量的風機，使風力發(fā)電的功率按照計劃的輸送功率進行運行，因此系統(tǒng)在設(shè)計實施過程中專門加入了有功功率跟蹤控制功能。

邏輯控制模塊單元：

●首先對單個風機都設(shè)定是否參與AGC自動控制單元：在運行過程中，如果因為檢修或者其他原因可以手動將某一臺或多臺風機停止參與AGC自動控制，在該情況下，自動控制的時候不在將該風機參與自動運算。

●停風機自動控制單元：在當前時間情況下，比較當前所有風機的總體發(fā)電功率和中調(diào)設(shè)定的有功功率數(shù)據(jù)差，在總體發(fā)電功率大于有功功率的時候，停機部分風機的運行。

●風機停機選擇:

對需要停止的風機選擇上，需要首先篩選掉檢修或其他原因未參與AGC控制的風機，然后取消部分當前停止的風機，從1號開始遍歷所有的風機，查找單個風機的發(fā)電功率比較接近功率差值的風機，停止掉該風機，該方案存在的缺點是可能找不到適合的風機，這時還需要從1號開始停止風機的運行，同時在找到的情況下可能存在直接多次停止同一臺風機的情況，不建議采用該方案。

●手動投入情況：界面存在手動輸入框，可以人工輸入設(shè)定功率，系統(tǒng)自動判斷該設(shè)定為較高優(yōu)先級，自動根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)控制風機的運行。

●風機運行的判斷：在實際發(fā)電功率曲線和設(shè)定功率曲線差值較大，實際發(fā)電功率較小的情況下，自動啟動風機的運行，啟動方案為，首先判斷出每臺風機的平均發(fā)電功率，在差值處于某一個點的情況下開始判斷，啟動功率差值/平均發(fā)電功率臺風機，啟動順序從停止風機的順序順序啟動即從最開始停止的風機開始啟動風機的運行。

控制單元會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的限值與實時數(shù)據(jù)進行比對，根據(jù)控制策略實現(xiàn)對風機的手動或者自動投切，從而達到各個回路的負荷平衡。

四、效益分析

系統(tǒng)投運后遠程監(jiān)控中心與風場控制中心數(shù)據(jù)庫平臺通訊，作為系統(tǒng)的客戶端，將各個風廠的相關(guān)數(shù)據(jù)都采集到該中心。采集上來的數(shù)據(jù)分為實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，系統(tǒng)對采集上來的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并且可提供運維記錄管理以及對電廠的產(chǎn)能進行預(yù)測。整套系統(tǒng)的投運實現(xiàn)了中心與風場之間的數(shù)據(jù)交互，通過先進的軟、硬件技術(shù)和控制理論，提高了工作效率。由于實現(xiàn)了風機的遠程監(jiān)控與控制，使得運維人員能迅速快捷的了解風機的實時運轉(zhuǎn)狀況，提高了突發(fā)故障的排查速度，從長遠角度來看降低了整體運維成本。