基于互聯網環境下的風電集約化智能管理系統

裴成海 白曉春

摘要：信息化管理系統平臺早已應用于電力企業，但一般都是用在常規發電行業，例如火電、水電等，這些起步較早的發電企業信息化管理水平已經趨于成熟，而對于新興的風電行業，國外一些發達國家的風電智能管控系統已經具有了一定的規模，而我國風電企業目前仍是采用財務管理軟件、預算決算軟件、DCS，SIS等維系電廠基本管理需求，管理相對分散。

關鍵詞：信息化；風力發電；管理；集約化

1系統研發意義

本系統以工業技術改造、信息技術集成為途徑，通過構建生產經營管理系統、實時監控系統，底層數據系統等，組成風電集約化智能管控系統。系統可以實現風電企業節能減排的目的，也可提升企業整體信息化水平，增強企業市場競爭力。

2系統研究內容

2.1企業業務體系與流程

風電企業的集約化管理就是對人力、物力、財力等進行集中部署，統一配置，以節約、高效的價值取向來降低生產成本，提高效率。在遵循電力行業規范的基礎上，分析研究風電企業實際的生產管理體系與業務流程，并通過信息化手段將理念化流程轉化為固有流程。

2.2搭建數據集成平臺

因風電企業布置特點，企業與各風電站距離較遠，企業不能直接了解風電站的相關信息，也無法直接下達決策命令。因此必須構建信息化管理平臺，將各風電站的生產管理數據采集到管理平臺上，以便于企業對各風電站進行統一管理部署。實現風電企業“集中部署，分散應用”的集約化管理。

2.3風電廠發電管理

發電企業的發電量與發電質量受到國家的強制要求，因此在發電生產之前必須綜合考慮內外部因素，制定準確的發電生產計劃。在發電過程中遇到問題，遵循安全第一、經濟第二的原則解決問題。

3系統研究理論依據

3.1收集風電企業特色需求

通過實地調研風電企業的生產管理現狀，了解企業從采購至生產再到送電上網全部流程所遇到的問題以及企業自身對信息化系統的需求，結合集約化智能管理系統理念，形成一套具有中國風電企業特色的管控一體化系統方案。

3.2通訊接口技術

采用標準的通信協議OPC使各子系統無縫對接，實時地將系統運行的數據采集到前臺進行分析處理。通訊接口技術主要應用于變電站、風機、測風塔等生產領域，實現對發電生產的實時監控以及生產業務與管理業務的數據集成分析，從而及時做出最準確的決策，降低生產風險性。

3.3互聯網架構

系統采用B/S（瀏覽器/服務器）架構，適用于風電企業集中部署、分散應用的特點。既可實現公司與場站分別管理自己的業務互不干擾，又可將場站生產管理信息傳送給公司，實現公司對場站的監控管理。系統具有集中儲存、業務獨立、信息共享的特點。客戶機只要安裝一個瀏覽器，服務器安裝OracIe，SOL等數據庫軟件，用戶界面通過WWW瀏覽器實現。瀏覽器通過Web服務器與數據庫進行數據交互。

4系統性能特點

本集約化管理系統具有通用、開放的架構，支持網絡化應用，可以滿足發電企業信息化整體解決方案需求。

4.1管控一體化數據模型

管控一體化數據模型在基于實時數據庫和歷史數據庫的架構上，對企業生產管理數據進行分類整合，統一管理。

1）數據存儲。依據數據的類型，采用不同的方式進行儲存，便于后期對數據的查詢分析，可以節約系統資源，提高系統運行速度。

2）數據整合、分析。分類后的數據可以根據需求重新組織數據模型，數據處理中心對系統內部數據進行轉換，整合后的數據便于管理人員分析、決策。

3）數據接日。數據接日支持實時數據的接收與傳送，可與第三方系統進行數據交互。

4.2兩票管理，確保發電規范安全

兩票即工作票和操作票，可通過建立兩票的標準票來實現兩票的自動開票和流轉。在開票時，允許客戶對兩票進行執行、作廢等操作，系統自動保存已經處理過的兩票，便于后續分析。兩票體系提供了員工對設備的正確操作方式，保障了員工人身安全和設備正常運行。

1）工作票。工作票是準許對發電設備進行操作的書面依據，其中包含了操作的人員、設備的部位以及需要注意的危險點等。

2）操作票。操作票在工作票之后，詳細說明了工作票要求完成任務的操作步驟，操作人員只需按照操作票上的步驟執行即可。以避免因人為原因而造成風險。

4.3實時監控系統，提高機組運行安全

實時監控系統建立在實時數據庫基礎上。通過對底層DCS/PLC等控制系統參數的采集。實現整個工廠運行管理參數的共享，為企業管理層決策提供實時、準確的信息，實現了管控一體化。實時監控系統數據流轉如圖3所示：

系統設有實時曲線、超警戒報警、性能分析以及統計報表生成等功能。動態的曲線直觀地描述了生產現狀；超警戒報警及時提醒工作人員設備出現異常，可通過預先對設備參數設定報警值，在設備運行時，參數一日_超過或低于報警值，則啟動報警功能，系統還提供超限的歷史數據便于分析，增強了設備運行安全性；生產報表功能方便了數據的分析及存檔，為運行指標提供依據，可調動人員積極性，提高操作水平。

4.4風電功率預測

風電功率預測建立在統計模型和物理模型之上，根據當地的天氣預報與風電機組實際的運行狀態，計算出風電機組預計的輸出功率。

4.5風電AGC

風電AGC即風電自動發電控制。因為電網負荷存在預測不準的情況，導致發電與用電存在偏差，如果偏差存在時間較長會直接影響發電質量與系統穩定。風電廠AGC存儲著適量的可調容量，以區域為單位，對發電機出力進行控制。其主要作用是維持發電頻率為額定值、控制各區域之間交換頻率為上網規定值。集約化管理系統通過對發電功率的預測、機組的實際運行數據以及經濟約束等方面的綜合分析，實現對AGC儲量的控制，避免因儲量過多或過少而帶來的經濟損失。

5結束語

風能是當下最主流的一種清潔能源，具有零污染、資源可再生、能量巨大等優勢，利用風能發電也是當前最具前景的發電方式。本文就風力發電所遇到的問題提出了設計集約化智能管理系統的理念，闡述了集約化管理系統對我國風電行業的意義。系統采用先進的信息化技術，將風電站的數據采集到統一平臺下，再利用系統強大的數據處理及存儲能力對數據進行分析、整合、存檔。隨著風電行業的不斷發展以及風電企業的不斷擴張，集約化智能管理系統必將具有更好的經濟效益與發展前景。

（作者單位：華電福新能源有限公司）