背景分析：
隨著地球常規(guī)資源的日益匱乏，新能源慢慢被各國政府列位了未來重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容，新能源主要包括水能、風(fēng)能、核能、地?zé)岷蜕锬茉?。?008年底，為了應(yīng)對金融危機(jī)，中國政府提出了新增4萬億投資及十大行業(yè)的振興計(jì)劃，特別將加強(qiáng)新能源建設(shè)，作為新能源的代表風(fēng)電將在今后五到十年里被重點(diǎn)扶植。我國風(fēng)能資源豐富，儲量32億千瓦，可開發(fā)的裝機(jī)容量約253億千瓦，居世界首位，在政府大力支持，積極推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相信不久的將來，中國的風(fēng)力發(fā)電將成為其主要的供電來源之一。
在信息化與自動(dòng)化融合的今天，風(fēng)力電廠的自動(dòng)監(jiān)控平臺自然離不開軟件的支撐，基于此，我們提出了基于紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫的風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)了對風(fēng)電機(jī)組及電力傳輸?shù)淖詣?dòng)監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造過程中，機(jī)組物理距離，現(xiàn)場電磁干擾等該行業(yè)獨(dú)有的特點(diǎn)成為了考驗(yàn)不同廠商工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備性能的分水嶺。
系統(tǒng)組成：
1、風(fēng)力發(fā)電配電系統(tǒng)：
與火電和電相比，風(fēng)力發(fā)電站的配套設(shè)施較少，用電設(shè)備也少，所以一般很少給風(fēng)力發(fā)電站提供專用的配電電源，特別是在風(fēng)力發(fā)電的塔筒內(nèi)，都是由塔筒內(nèi)部690V母線經(jīng)過降壓變壓器降壓后得到配電電源，供照明以及監(jiān)測設(shè)備等一些用電器使用。
2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)：
一般來說，整個(gè)風(fēng)電場包括眾多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，分布在發(fā)電田中。發(fā)電機(jī)組頂部的渦輪發(fā)電機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)電，前端是可調(diào)整角度的風(fēng)葉，系統(tǒng)可以根據(jù)不同的風(fēng)力狀況來調(diào)整風(fēng)葉的傾斜度。風(fēng)葉的軸與一個(gè)齒輪箱相連，齒輪箱完成提升轉(zhuǎn)速來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。每臺發(fā)電機(jī)組都配備一個(gè)由工控機(jī)和PLC組成的控制箱。PLC負(fù)責(zé)采集風(fēng)速、風(fēng)向及與此相關(guān)的空氣壓力、空氣溫度和空氣濕度，軸轉(zhuǎn)速和其他相關(guān)數(shù)據(jù)。通過偵測風(fēng)向，控制系統(tǒng)便會調(diào)整齒輪，使風(fēng)葉轉(zhuǎn)向適當(dāng)角度以充分利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。
機(jī)組運(yùn)行過程中進(jìn)行監(jiān)測的相關(guān)參數(shù)包括：（1）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。（2）氣象參數(shù)，包括風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度等。（3）機(jī)組狀態(tài)參數(shù)檢測，包括：風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)線圈溫度、發(fā)電機(jī)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(jī)艙振動(dòng)、電纜紐轉(zhuǎn)、機(jī)艙溫度等。
發(fā)電田中的所有的渦輪發(fā)電機(jī)組都連接在同一個(gè)局域網(wǎng)中，各個(gè)發(fā)電機(jī)組頂端的控制箱均使用以太網(wǎng)和塔底部的光纖網(wǎng)絡(luò)連接。該環(huán)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制站相連形成一個(gè)冗余環(huán)網(wǎng)。遠(yuǎn)程控制站采用紫金橋前置數(shù)據(jù)采集軟件RealScada實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，并分析搜集到的數(shù)據(jù)，從而調(diào)整發(fā)電機(jī)組參數(shù)，并向操作人員和維護(hù)人員提供報(bào)警信息。同時(shí)負(fù)責(zé)將搜集到的數(shù)據(jù)向上傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對全局?jǐn)?shù)據(jù)的管理和上層應(yīng)用。
3、風(fēng)力發(fā)電電能傳輸系統(tǒng)：
風(fēng)電機(jī)組將電力系統(tǒng)傳輸?shù)诫娏偩€上，
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：
基于紫金橋軟件的風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控解決方案實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層數(shù)據(jù)的采集并通過光纖以太網(wǎng)傳輸至主控室的上位機(jī)操作員站（紫金橋數(shù)據(jù)采集控制計(jì)算機(jī)，以下簡稱控制站），實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)場某風(fēng)田區(qū)域的監(jiān)控，并能為中心服務(wù)器提供數(shù)據(jù)支持，系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件部分實(shí)現(xiàn)如下功能：
1、數(shù)據(jù)采集：系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制站可提取PLC采集到的數(shù)據(jù)，包括風(fēng)速、風(fēng)向及與此相關(guān)的空氣壓力、空氣溫度和空氣濕度，軸轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和其他相關(guān)數(shù)據(jù)，并并保存歷史。這部分工作主要在控制站完成。
2、圖形界面：系統(tǒng)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，顯示方式有圖形界面，曲線，報(bào)表，數(shù)字值等形式，界面直觀，操作簡單，不同機(jī)組采用樹形導(dǎo)航切換。圖形界面在控制站和中心服務(wù)器都得以實(shí)現(xiàn)。
3、報(bào)警系統(tǒng)：系統(tǒng)能夠及時(shí)顯示風(fēng)電組運(yùn)行過程中發(fā)生的故障，包括故障前的預(yù)警，系統(tǒng)可顯示故障的發(fā)生時(shí)間及故障類型，通過聲音、圖像以及短信郵件等形式快速反饋到管理人員，以便及時(shí)處理及消除故障，保證風(fēng)電機(jī)組的安全和持續(xù)運(yùn)行。例如為了提高安全性所有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都安裝了防雷電系統(tǒng)，當(dāng)塔身濕度超標(biāo)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警，并自動(dòng)開啟除濕裝置，嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)需人為操作時(shí)提前告知操作員。
4、故障處理：系統(tǒng)提供故障處理機(jī)制，通過預(yù)先設(shè)置處理辦法，解決一些容易出現(xiàn)的常規(guī)問題，例如當(dāng)電壓超標(biāo)的情況下，系統(tǒng)自動(dòng)開啟變壓裝置，當(dāng)調(diào)節(jié)到正常值后，變壓裝置自動(dòng)關(guān)閉。
5、設(shè)備管理：
系統(tǒng)除了可以對各風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，還可以對設(shè)備進(jìn)行操作，如開停機(jī)組、手/自動(dòng)控制以及大/小發(fā)電機(jī)工作等情況，通過各風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)了解整個(gè)風(fēng)電場的運(yùn)行情況。
6、電力管理：
系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)集中控制。并對發(fā)電電力進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)電時(shí)間，累計(jì)發(fā)電等，值班員在集中控制室內(nèi)，只需對標(biāo)明某種功能的相應(yīng)鍵進(jìn)行操作，就能對下位機(jī)進(jìn)行改變設(shè)置狀態(tài)和對其實(shí)施控制。如開機(jī)、停機(jī)和左右調(diào)向等。該操作同時(shí)具有權(quán)限管理，以保證整個(gè)風(fēng)電場的運(yùn)行安全。
7、動(dòng)態(tài)增加機(jī)組
系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)增加機(jī)組功能。
管理，監(jiān)控軟件具有運(yùn)行數(shù)據(jù)的定時(shí)打印和人工即時(shí)打印以及故障自動(dòng)記錄的功能，以便隨時(shí)查看風(fēng)電場運(yùn)行狀況的歷史記錄情況。
系統(tǒng)顯示各臺機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)。如每臺機(jī)組的瞬時(shí)發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量、發(fā)電小時(shí)數(shù)、風(fēng)輪及電機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)速、風(fēng)向等
