风电管控一体化系统开发

张丹

摘要 风电作为一种最有效的节能减排方式逐渐的被人们所认可，但随着风电大规模的建设，风电的管理水平与信息化建设都远远跟不上风电场的发展。风电管控一体化系统，以实现电厂风电管控一体化为依据，进行实时数据的采集、存储、计算和分析，同时上连其他业务系统，实现信息共享，为风电场自动化、信息化和经济运行提供基础平台。为下属风电企业提供以安全生产为目标的信息化服务平台，对下属各风电场的生产运行过程进行指导、监督及跟踪管理。以安全生产管理为核心，实现对风电场生产过程的全过程跟踪与管理，以及对各类信息进行汇总、统计和分析。通过本文研究开发风电管控系统，有助于实现风电企业的生产管理信息化。

【关键词】风电 JAVA EE MDA

1 本文研究的目的意义

随着我国发电企业改革及国家对新能源项目的重视的不断加深，对新能源发电企业的生产及经营管理提出了更高的要求，特别是利用风能发电更是引起人们高度重视，风能的地位和作用日益突出出来，这些都要求风电企业要建设或改造一个满足风电企业商业化运营与标准化管理的信息技术支持系统，为企业的生产、运行提供方便快捷的信息处理手段，为各级主管提供有效的管理工具和决策支持工具，从而优化企业资源配置，提高管理效率和生产效率。

2 技术关键及解决办法

2.1 基于业务模型驱动（MDA）的架构

MDA是 由OMG （Object ManagementGroup，国际对象管理集团）提出来的。其核心思想是抽象出与实现技术无关、完整描述业务功能的核心平台无关模型（PIM，PlatformIndependent Model），然后针对不同实现技术制定多个转换规则，通过这些转换规则及辅助工具将PIM转换成与具体实现技术相关的平台相关模型（PSM，Platform SpecificModel），最后将经过充实的PSM转换成代码。通过PIM和PSM，MDA的目的是分离业务建模与底层平台技术，以保护建模的成果不受技术变迁的影响。

使用MDA技术，可以通过模型的定义，平台自动解析并运行模型。提高了软件的开发效率，并使得二次开发变得容易。系统实施人员只需要关注企業业务的优化和抽象，并以模型的方式定义出来就可以得到最接近最后实现的模型。这种方式大大缩短了需求到系统产生的周期，加快了效率也提高了用户参与系统的积极性。

2.2 统一而开放的系统架构

产品平台建立了一个统一的核心平台，并上实现了统一的API和业务模块化构件，每个业务模块都是一个相对独立的模块，并且每个模块的相关页面也是可以独立管理。通过开放性的架构实现了系统的高度可适应性，便于企业根据应用的深入而分步骤分期实现企业的整体应用实施，降低信息化项目实施的风险，提高项目实施的质量。

在管理系统中，系统的每个模块都是一个可嵌入的模块，可无缝的成为系统有机一部分。

2.3 基于JAVA的B/S模式

系统采用全B/S结构来构建系统，对客户端处理浏览器外没有特别的要求。最大化的减少了对客户端系统的维护和依赖。在对浏览器器的兼容性上，实现了在IE5.5/IE6/IE7 /IE8以及刚推出的IE9的兼容，确保了对客户环境依赖性的最小。

系统采用JAVA EE的分层架构，实现了逻辑的解耦和分离。同时采用JAVA架构符合电力行业企业级应用的需求，也确保了和其他系统的交互。

系统采用全B/S结构来构建系统，对客户端处理浏览器外没有特别的要求。最大化的减少了对客户端系统的维护和依赖。

开放的系统架构，方便二次开发和个性化定制。系统基于开放的架构，提供开放的API体系，通过二次开发或定制可以实现与其他系统的无缝结合。避免信息孤单的产生。

3 系统开发研究

生产管理信息系统必须适应风电场的科学化管理，对风场的工作进行流程化、规范化、标准化管理，生产管理信息系统的建立应基于开放式网络平台，充分发挥系统平台、网络和软件等总体集成的效能，结合计算机技术和通信技术的最新发展，充分利用计算机互联网及Intranet技术、多媒体新技术、数字通信技术，宽带网络技术等，以便于数据资源的共享，软件系统的移植和推广，硬件设备和网络设备的更新和扩充，并适应发电企业改革的变化。

3.1 方法和步骤

3.1.1 主要任务

业务流程调研和业务流程讨论，实现业务流程的重构和优化;业务数据的收集、实现业务数据的整理加工;收集并分析整理各类的业务报表、业务单据以及相关规章制度;获得并分析整理第一手的需求，包含功能需求、流程需求、数据需求等;获得并分析整理非功能性的需求，例如性能需求、安全需求、环境需求、用户交互方式界面需求等。

3.1.2 分析设计

根据需求报告，进行系统设计工作，包括架构设计、功能设计、界面设计、接口设计和数据库设计等工作。需要以可靠性为中心的检修维护管理、以可靠性为中心的运行管理和人力资源管理三方面作为有力支撑。

3.1.3 开发实现

根据需求报告和系统概要设计进行详细分析设计，并完成编码实现，以及开发组的内部测试。

3.2 功能模块设计

3.2.1 生产技术管理

生产技术管理子系统满足业主单位公司各梯级电站生产技术管理的信息化需要，实现各类生产设备台账信息、设备检修试验、设备异动信息、设备报废、设备评价以及技术监督等生产管理事务的信息化管理，以实现提高设备健康水平、提高生产效益、提高生产管理水平的目的。

3.2.2 生产运行管理

实现风力发电企业运行工作的日常管理以及相关事务管理。降低风电场运行一体化管理存在的风险，保证运维一体化管理适应公司的发展需要，从而达到人力资源效能最大化、设备可利用率有效提升、生产运营成本同比降低的目标。

3.2.3 两票管理

兩票是生产维护运行中重要的工作，是我国电力安规的基本要求。两票包含工作票和操作票，系统提供对生产维护过程中工作票和操作票的管理。实现对两票管理的信息管理和两票过程状态的跟踪管理，包括：操作票的开票、签发、打印、完结、验收，以及多种工作票的开票、签发、许可、打印、执行、终结、交待、验收的管理。系统支持对典型操作票和标准工作票的信息管理，通过一定的数据积累能自动生成典型操作票和标准工作票。

3.2.4 物资管理

物资管理以物资库存为基础、以计划为导向，通过应用该系统，物资部门可以进一步规范物资管理，提高物资管理水平和物资工作效率，及时为计划部门、工程管理部门、工程主管部门、财务部门等提供实时准确的信息，为控制工程费用、降低生产成本及工程预决算提供重要依据，为企业提高管理水平和经济效益发挥较为重要的作用。

3.2.5 厂级实时监控系统

电厂厂级生产管理监控信息系统是一套以电厂生产过程中所涉及的各种控制、监测、计量等系统为基础，集实时数据采集、加工、显示、存储为一体的完整的解决方案。其目的是为了更好地实现发电企业安全、经济运行，提升企业的整体效益和在未来竞价上网中的竞争优势。

实时监控系统属于厂级生产过程自动化的范畴，通过采用多个接口/接口机连接全厂各个机组DCS和辅助车间控制系统，进行实时数据的采集、存储、计算和分析，同时上连其他业务系统，是实时控制系统与MIS的中间桥梁，在整个电厂范围内实现信息共享，为电厂自动化、信息化和经济运行提供基础平台

通过实施实时监控系统，可方便实现机组、风机性能在线监测、能损分析、机组运行方式优化、机组间经济负荷调度、发电成本核算、设备动态管理等业务，从而降低发电企业的能耗、实现科学分配机组负荷、延长设备使用寿命，减少重大事故的发生，最终获取最大的经济效益。同时为企业进行信息化建设，真正实现“管、控、营”一体化提供强有力的支撑。

3.2.6 系统管理

系统管理主要包含组织机构管理、用户与权限管理、业务参数管理、系统日志与审计管理、系统配置管理等。系统管理主要由系统管理员来完成，一般用户不能进入系统管理模块。

4 结论

应用JAVA EE技术和基于MDA的架构来研究开发面向电厂领域的风电管控一体化系统。通过采用多种接口连接全厂各个风机和辅助车间控制系统，进行实时数据的采集、存储、计算和分析，同时上连其他业务系统，实现信息共享，为风电场自动化、信息化和经济运行提供基础平台。为下属风电企业提供以安全生产为目标的信息化服务平台，满足下属各风电企业生产数据统计、分析和汇总的需要，便于对下属各风电场的生产运行过程进行指导、监督及跟踪管理。以安全生产管理为核心，实现以设备台账为基础，以工作单的提交、审批、执行为主线，通过工作流管理的技术手段，将风电场中的生产流程、资金流、物流、信息流等有机地整合在一起，实现对风电场生产过程的全过程跟踪与管理，实现对风电生产和使用过程中的各类信息进行汇总、统计和分析。通过研究开发风电管控一体化系统，从而实现风电企业生产管理信息化的目标。

参考文献

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[2]王哲光，风电场运行维护一体化管理模式初探[J].内燃机与配件，2016 （09）.

[3]白雪.大唐（赤峰）新能源有限公司风电场运维一体化研究[D].吉林大学，2015 （05）.