分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計與工程實踐

（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，黃驊 061100）

分布式風(fēng)力發(fā)電專門用來指利用風(fēng)力發(fā)電機進行風(fēng)能采集，然后將每一個發(fā)電機作為一個分布式電源，最終將風(fēng)能集中轉(zhuǎn)化為電能的電力系統(tǒng)。它是一種新型的、有很大的發(fā)展空間和發(fā)展前景的發(fā)電技術(shù)，可以很好的發(fā)揮出能源綜合利用的優(yōu)勢。而通過物聯(lián)網(wǎng)的感知、傳輸、應(yīng)用服務(wù)的三層合一的特點和優(yōu)勢，可以更好的發(fā)揮出分布式風(fēng)力發(fā)電的綜合性優(yōu)勢，對于其在我國的發(fā)展有著很大程度的積極意義。下面對分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)計和實踐進行分析介紹。

1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)在實際的物理世界的應(yīng)用拓展和網(wǎng)絡(luò)化延伸，利用其核心的傳感器技術(shù)進行對物理世界的感知和識別，進行相關(guān)信息的采集匯總，傳遞到互聯(lián)網(wǎng)上，通過計算、處理和統(tǒng)計，實現(xiàn)人與物、物與物的交互。物聯(lián)網(wǎng)因為其特性在我國的工業(yè)領(lǐng)域有很好的發(fā)展，通過物聯(lián)網(wǎng)的概念，將工業(yè)監(jiān)控實施的更加徹底，實現(xiàn)更加廣而深的工業(yè)信息采集處理。

2 分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺總體設(shè)計

由于當(dāng)前我國的風(fēng)力發(fā)電的推廣出現(xiàn)了一定的瓶頸，因此迫切的需要新的技術(shù)力量的融入。當(dāng)前的技術(shù)手段和科技水平，還存在著一定的限制，使得其電力的供應(yīng)還十分的不穩(wěn)定，出現(xiàn)各種各樣的意外情況。為了提升其發(fā)展速度和發(fā)展空間，采用物聯(lián)網(wǎng)平臺結(jié)合的方式進行推廣和支持，使得風(fēng)力發(fā)電這種十分環(huán)保的發(fā)電方式在我國大范圍的鋪展開來。針對風(fēng)力發(fā)電的特點，我們利用物聯(lián)網(wǎng)的特性構(gòu)建一個對其進行控制和分析的物聯(lián)網(wǎng)平臺，這個平臺包括了在感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的設(shè)計和構(gòu)造。主要的功能有：實時的進行風(fēng)向設(shè)備運轉(zhuǎn)效率的監(jiān)控、故障的預(yù)警機制、工作人員的管理、設(shè)備狀態(tài)的管理分析等。分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)計主要針對這幾個方面展開。

2.1 感知層

感知層主要是利用專門的傳感器進行實地的布控，采集需要的信息，其中的主要設(shè)備包括了RFID標(biāo)簽、手持終端、GPS裝置等，還有進行安全管理的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計主要是以服務(wù)器作為核心，配備能夠控制感知層的完整的系統(tǒng)程序，并且進行采集數(shù)據(jù)的處理和統(tǒng)計，發(fā)生故障和安全問題時的反饋。同時還要進行預(yù)防措施，如果一臺服務(wù)器發(fā)生故障，需要另外一臺能夠支持其正常運轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)安全保存。另外需要建立一個專門的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，在風(fēng)力發(fā)電廠區(qū)域的高點架設(shè)專門的通信基站，保證全場的無線網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋，確保能夠進行快速準(zhǔn)確的進行信息的傳遞。

2.3 應(yīng)用層

首先是需要建立采集到的信息的數(shù)據(jù)庫，包括歷史、實時以及關(guān)系的數(shù)據(jù)庫，用于顯示現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，注重數(shù)據(jù)的有效性和正確性，保證數(shù)據(jù)庫有足夠的容量可以容納大量的數(shù)據(jù)信息。

基于需求進行專門的應(yīng)用協(xié)議的定制，降低數(shù)據(jù)的處理復(fù)雜度，對其數(shù)據(jù)進行簡化處理，有利于服務(wù)器的維護和重建，能夠很好的節(jié)約在硬件方面的資金投入，有利于更快的進行數(shù)據(jù)的訪問和統(tǒng)計。

3 平臺開發(fā)

3.1 作為通用型的軟件平臺，需要有很大的靈活性和擴充性

首先是對模塊式的技術(shù)有了更高的要求，其中包括了：監(jiān)測類、交互類、查詢類等。具體的有風(fēng)機的運行和監(jiān)控控制中心，風(fēng)機的AGC系統(tǒng)，風(fēng)功率的預(yù)測系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)，報警中心和預(yù)警中心。

3.2 組態(tài)軟件直接進行網(wǎng)絡(luò)的訪問

保證基于瀏覽器的HMI軟件，這樣的方式可以使得所有的項目和運行中心都可以在異地進行操控和處理，實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程控制，對于整個分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺的運轉(zhuǎn)和維護都有十分重要的意義。同時也能夠大大的降低各方面的成本以及進行更加及時的控制和調(diào)整，對于整個項目都有很大的好處。

3.3 采用后臺配置的形式進行應(yīng)用運行和工程的處理

工程的運轉(zhuǎn)和實施通過后臺式的方式進行處理，能夠很好的進行各個方面的具體情況的分析和總結(jié)，有利于降低對人力的需求，能夠?qū)嵭懈油暾缘恼w性的監(jiān)測控制。

3.4 模塊化的設(shè)計方式

通過這種分離式的控制方式，將各個功能模塊分割開來，有利于進行組件的擴展和特定功能的實現(xiàn)，有利于控制和開發(fā)。降低出現(xiàn)整體運轉(zhuǎn)失調(diào)的情況發(fā)生的概率。

3.5 采用跨平臺的設(shè)計方案

分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺的系統(tǒng)采用Silverlight技術(shù)進行處理開發(fā)，可以實現(xiàn)不同平臺的正常運行，支持各種系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，提升該平臺控制和使用的靈活性。另外采用這種技術(shù)合一讓工作人員有更加豐富和有趣的交互體驗，提升工作人員的工作情緒。

4 結(jié)束語

當(dāng)前以風(fēng)電為代表的可再生清潔能源的開發(fā)和使用受到國際許多國家的支持和認(rèn)可，在國內(nèi)的發(fā)展也十分迅速，但是限于當(dāng)前的技術(shù)手段和科技水平，還存在著一定的限制，使得其電力的供應(yīng)還十分的不穩(wěn)定，出現(xiàn)各種各樣的意外情況。為了提升其發(fā)展速度和發(fā)展空間，采用物聯(lián)網(wǎng)平臺結(jié)合的方式進行推廣和支持，使得風(fēng)力發(fā)電這種十分環(huán)保的發(fā)電方式在我國大范圍的鋪展開來。