关于102规约的风电集控系统断点续传技术

2018-11-19郑钦张真真唐宏芬

中国设备工程 2018年20期

郑钦，张真真，唐宏芬

（中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司，北京 100040）

随着风力发电技术的发展，风电场越来越多，为了方便对风电场进行统一管理，发电集团一般会建立多个区域的集控中心，每个区域的集控中心负责汇集附近若干个风电场的所有数据，进行统一的监控和管理。目前，风电场与集控中心之间的链路一般为电力专线或运营商专线，且以运营商专线居多。由于多方面的原因，专线通信异常或中断的情况时有发生。在专线中断期间，风电场采集的数据无法正常上传到集控中心，造成集控中心侧数据的缺失，并对后期各种生产指标的计算产生较大影响。

为了避免这种情况的发生，风电集控系统一般都要求具备断点续传的功能，即当专线中断时，风电场侧的采集设备能够暂存所采集的电场数据，当专线恢复时，需要把风场侧暂存的数据续传到集控中心侧，补充缺失的数据。但现有的断点续传技术都或多或少存在一些问题，有些厂家续传时，历史数据的传输，会影响实时数据的传输，对集控中心的实时监视造成影响；有些厂家只对历史趋势数据进行插补，忽略了对中断期间风机及风场统计指标的重算，造成统计指标的失准。本文认真分析了风电集控系统断点续传技术的问题和现状，并结合我们在风电系统实际建设过程中的经验，提出了一种基于102规约实现风电集控系统断点续传技术的方法。

1 系统架构

系统的整体架构如图1所示。

风场侧安全I区将采集的实时数据通过专网通道，发送到集控侧安全I区，然后再通过正向隔离装置将数据发送安全Ⅲ区。实时数据一般采用104规约的电力专用规约进行发送。

图1 风电集控系统整体架构

为了保证历史数据的断点续传不影响实时数据的传输，每个风场和集控中心分别建立一路单独的通道来进行续传数据的传输。且对实时数据进行了优先级划分，若有较高优先级的实时数据需要发送时，则优先发送该类实时数据，避免由于续传数据过多占用通道资源导致来不及发送高优先级实时数据的情况。

2 102规约简介

IEC610870-5-102规约属于电力行业的标准规约，适用于具有编码的比特串行数据的传输，我们主要使用了其对文件传输部分的标准定义。其对文件传输的报文定义如表1。

3 续传文件的生成与传输

续传文件的生成在子站侧来完成，续传文件的格式定义如图2所示。

其中风场标识符是1个3位数字，用来对风场进行唯一标识，主站侧解析续传文件时，需要根据该标识区分该续传文件属于哪个风场。续传文件的时间戳精确到秒，断面文件的采样周期可以根据需要进行配置。续传文件后缀采用定制的dat后缀进行标识，用来和其他类型文件进行区分。续传文件的内容格式定义如表 2所示。

表1 102规约文件传输报文定义

图2

表2 续传文件格式定义

为了便于解析和查看，文件采用可读的文本方式存储，点号和值中间用“，”分隔，以便于后续解析。对于子站侧的采集服务，需要时刻检测和主站侧的通道状态，一旦发现通道中断，则需启动断点续传的相关工作，具体流程如图3续传文件生成流程所示。

图3 续传文件生成流程

另外，子站侧采集服务器的磁盘空间一般都不大，为避免续传文件存储过多而占用较大的磁盘，系统提供了对续传文件过期删除的功能，默认存储时间一般设为7天，自动删除7天之前的过期文件。

4 历史数据插补

由于历史数据的存储和大数据分析功能主要在安全Ⅲ区完成，因此集控安全I区收到断点续传文件后，将续传文件通过正向隔离装置继续发到安全Ⅲ区。由安全Ⅲ区完成续传文件的后续处理工作，主要流程包括：在Ⅲ区部署专门的断点续传服务，定期扫描特定目录，若检测到有断点续传文件，则将其读入内存并解析。由于文件中存储的是点号和值，需要将其转换为对应的具体部件的量测值，如1#风机的风速等，然后才能将其更新到历史数据库中。在更新历史数据库时，首先需要检测该部件对应时间戳的量测值是否存在，若不存在，则直接插入一条新的记录，若已存在，则需要将该时间戳对应的量测值进行更新。

5 指标触发重算

当离线期间的续传文件插补到数据库后，需要重新计算离线时间段所涉及的日期内的统计指标，否则会导致该日期的统计指标不准确，且可能会造成离线期间风机故障、遥信变位等一些关键事项记录的缺失。由于续传文件传输的非连续性，主站的断点续传服务无法预知子站的续传文件是否已传输完毕，进而无法选择合适的时机触发指标重算，本文采用了两种机制触发指标重算：（1）子站会在最后的续传文件中置入续传结束的标记，当主站读到有结束标记的续传文件并解析入库后，则立即触发当天的指标重算流程；（2）每天零点时，若前一天有续传文件入库，且还未收到续传结束标记，则触发前一天的指标重算流程。