基于互联网环境下的风电集约化智能管理系统

裴成海 白晓春

摘要：信息化管理系统平台早已应用于电力企业，但一般都是用在常规发电行业，例如火电、水电等，这些起步较早的发电企业信息化管理水平已经趋于成熟，而对于新兴的风电行业，国外一些发达国家的风电智能管控系统已经具有了一定的规模，而我国风电企业目前仍是采用财务管理软件、预算决算软件、DCS，SIS等维系电厂基本管理需求，管理相对分散。

关键词：信息化；风力发电；管理；集约化

1系统研发意义

本系统以工业技术改造、信息技术集成为途径，通过构建生产经营管理系统、实时监控系统，底层数据系统等，组成风电集约化智能管控系统。系统可以实现风电企业节能减排的目的，也可提升企业整体信息化水平，增强企业市场竞争力。

2系统研究内容

2.1企业业务体系与流程

风电企业的集约化管理就是对人力、物力、财力等进行集中部署，统一配置，以节约、高效的价值取向来降低生产成本，提高效率。在遵循电力行业规范的基础上，分析研究风电企业实际的生产管理体系与业务流程，并通过信息化手段将理念化流程转化为固有流程。

2.2搭建数据集成平台

因风电企业布置特点，企业与各风电站距离较远，企业不能直接了解风电站的相关信息，也无法直接下达决策命令。因此必须构建信息化管理平台，将各风电站的生产管理数据采集到管理平台上，以便于企业对各风电站进行统一管理部署。实现风电企业“集中部署，分散应用”的集约化管理。

2.3风电厂发电管理

发电企业的发电量与发电质量受到国家的强制要求，因此在发电生产之前必须综合考虑内外部因素，制定准确的发电生产计划。在发电过程中遇到问题，遵循安全第一、经济第二的原则解决问题。

3系统研究理论依据

3.1收集风电企业特色需求

通过实地调研风电企业的生产管理现状，了解企业从采购至生产再到送电上网全部流程所遇到的问题以及企业自身对信息化系统的需求，结合集约化智能管理系统理念，形成一套具有中国风电企业特色的管控一体化系统方案。

3.2通讯接口技术

采用标准的通信协议OPC使各子系统无缝对接，实时地将系统运行的数据采集到前台进行分析处理。通讯接口技术主要应用于变电站、风机、测风塔等生产领域，实现对发电生产的实时监控以及生产业务与管理业务的数据集成分析，从而及时做出最准确的决策，降低生产风险性。

3.3互联网架构

系统采用B/S（浏览器/服务器）架构，适用于风电企业集中部署、分散应用的特点。既可实现公司与场站分别管理自己的业务互不干扰，又可将场站生产管理信息传送给公司，实现公司对场站的监控管理。系统具有集中储存、业务独立、信息共享的特点。客户机只要安装一个浏览器，服务器安装OracIe，SOL等数据库软件，用户界面通过WWW浏览器实现。浏览器通过Web服务器与数据库进行数据交互。

4系统性能特点

本集约化管理系统具有通用、开放的架构，支持网络化应用，可以满足发电企业信息化整体解决方案需求。

4.1管控一体化数据模型

管控一体化数据模型在基于实时数据库和历史数据库的架构上，对企业生产管理数据进行分类整合，统一管理。

1）数据存储。依据数据的类型，采用不同的方式进行储存，便于后期对数据的查询分析，可以节约系统资源，提高系统运行速度。

2）数据整合、分析。分类后的数据可以根据需求重新组织数据模型，数据处理中心对系统内部数据进行转换，整合后的数据便于管理人员分析、决策。

3）数据接日。数据接日支持实时数据的接收与传送，可与第三方系统进行数据交互。

4.2两票管理，确保发电規范安全

两票即工作票和操作票，可通过建立两票的标准票来实现两票的自动开票和流转。在开票时，允许客户对两票进行执行、作废等操作，系统自动保存已经处理过的两票，便于后续分析。两票体系提供了员工对设备的正确操作方式，保障了员工人身安全和设备正常运行。

1）工作票。工作票是准许对发电设备进行操作的书面依据，其中包含了操作的人员、设备的部位以及需要注意的危险点等。

2）操作票。操作票在工作票之后，详细说明了工作票要求完成任务的操作步骤，操作人员只需按照操作票上的步骤执行即可。以避免因人为原因而造成风险。

4.3实时监控系统，提高机组运行安全

实时监控系统建立在实时数据库基础上。通过对底层DCS/PLC等控制系统参数的采集。实现整个工厂运行管理参数的共享，为企业管理层决策提供实时、准确的信息，实现了管控一体化。实时监控系统数据流转如图3所示：

系统设有实时曲线、超警戒报警、性能分析以及统计报表生成等功能。动态的曲线直观地描述了生产现状；超警戒报警及时提醒工作人员设备出现异常，可通过预先对设备参数设定报警值，在设备运行时，参数一日_超过或低于报警值，则启动报警功能，系统还提供超限的历史数据便于分析，增强了设备运行安全性；生产报表功能方便了数据的分析及存档，为运行指标提供依据，可调动人员积极性，提高操作水平。

4.4风电功率预测

风电功率预测建立在统计模型和物理模型之上，根据当地的天气预报与风电机组实际的运行状态，计算出风电机组预计的输出功率。

4.5风电AGC

风电AGC即风电自动发电控制。因为电网负荷存在预测不准的情况，导致发电与用电存在偏差，如果偏差存在时间较长会直接影响发电质量与系统稳定。风电厂AGC存储着适量的可调容量，以区域为单位，对发电机出力进行控制。其主要作用是维持发电频率为额定值、控制各区域之间交换频率为上网规定值。集约化管理系统通过对发电功率的预测、机组的实际运行数据以及经济约束等方面的综合分析，实现对AGC储量的控制，避免因储量过多或过少而带来的经济损失。

5结束语

风能是当下最主流的一种清洁能源，具有零污染、资源可再生、能量巨大等优势，利用风能发电也是当前最具前景的发电方式。本文就风力发电所遇到的问题提出了设计集约化智能管理系统的理念，阐述了集约化管理系统对我国风电行业的意义。系统采用先进的信息化技术，将风电站的数据采集到统一平台下，再利用系统强大的数据处理及存储能力对数据进行分析、整合、存档。随着风电行业的不断发展以及风电企业的不断扩张，集约化智能管理系统必将具有更好的经济效益与发展前景。

（作者单位：华电福新能源有限公司）