基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的風(fēng)電集約化智能管理系統(tǒng)

裴成海 白曉春

摘要：信息化管理系統(tǒng)平臺(tái)早已應(yīng)用于電力企業(yè)，但一般都是用在常規(guī)發(fā)電行業(yè)，例如火電、水電等，這些起步較早的發(fā)電企業(yè)信息化管理水平已經(jīng)趨于成熟，而對(duì)于新興的風(fēng)電行業(yè)，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家的風(fēng)電智能管控系統(tǒng)已經(jīng)具有了一定的規(guī)模，而我國(guó)風(fēng)電企業(yè)目前仍是采用財(cái)務(wù)管理軟件、預(yù)算決算軟件、DCS，SIS等維系電廠基本管理需求，管理相對(duì)分散。

關(guān)鍵詞：信息化；風(fēng)力發(fā)電；管理；集約化

1系統(tǒng)研發(fā)意義

本系統(tǒng)以工業(yè)技術(shù)改造、信息技術(shù)集成為途徑，通過(guò)構(gòu)建生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，底層數(shù)據(jù)系統(tǒng)等，組成風(fēng)電集約化智能管控系統(tǒng)。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電企業(yè)節(jié)能減排的目的，也可提升企業(yè)整體信息化水平，增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容

2.1企業(yè)業(yè)務(wù)體系與流程

風(fēng)電企業(yè)的集約化管理就是對(duì)人力、物力、財(cái)力等進(jìn)行集中部署，統(tǒng)一配置，以節(jié)約、高效的價(jià)值取向來(lái)降低生產(chǎn)成本，提高效率。在遵循電力行業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)上，分析研究風(fēng)電企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)管理體系與業(yè)務(wù)流程，并通過(guò)信息化手段將理念化流程轉(zhuǎn)化為固有流程。

2.2搭建數(shù)據(jù)集成平臺(tái)

因風(fēng)電企業(yè)布置特點(diǎn)，企業(yè)與各風(fēng)電站距離較遠(yuǎn)，企業(yè)不能直接了解風(fēng)電站的相關(guān)信息，也無(wú)法直接下達(dá)決策命令。因此必須構(gòu)建信息化管理平臺(tái)，將各風(fēng)電站的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)采集到管理平臺(tái)上，以便于企業(yè)對(duì)各風(fēng)電站進(jìn)行統(tǒng)一管理部署。實(shí)現(xiàn)風(fēng)電企業(yè)“集中部署，分散應(yīng)用”的集約化管理。

2.3風(fēng)電廠發(fā)電管理

發(fā)電企業(yè)的發(fā)電量與發(fā)電質(zhì)量受到國(guó)家的強(qiáng)制要求，因此在發(fā)電生產(chǎn)之前必須綜合考慮內(nèi)外部因素，制定準(zhǔn)確的發(fā)電生產(chǎn)計(jì)劃。在發(fā)電過(guò)程中遇到問(wèn)題，遵循安全第一、經(jīng)濟(jì)第二的原則解決問(wèn)題。

3系統(tǒng)研究理論依據(jù)

3.1收集風(fēng)電企業(yè)特色需求

通過(guò)實(shí)地調(diào)研風(fēng)電企業(yè)的生產(chǎn)管理現(xiàn)狀，了解企業(yè)從采購(gòu)至生產(chǎn)再到送電上網(wǎng)全部流程所遇到的問(wèn)題以及企業(yè)自身對(duì)信息化系統(tǒng)的需求，結(jié)合集約化智能管理系統(tǒng)理念，形成一套具有中國(guó)風(fēng)電企業(yè)特色的管控一體化系統(tǒng)方案。

3.2通訊接口技術(shù)

采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議OPC使各子系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，實(shí)時(shí)地將系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集到前臺(tái)進(jìn)行分析處理。通訊接口技術(shù)主要應(yīng)用于變電站、風(fēng)機(jī)、測(cè)風(fēng)塔等生產(chǎn)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及生產(chǎn)業(yè)務(wù)與管理業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)集成分析，從而及時(shí)做出最準(zhǔn)確的決策，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)性。

3.3互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，適用于風(fēng)電企業(yè)集中部署、分散應(yīng)用的特點(diǎn)。既可實(shí)現(xiàn)公司與場(chǎng)站分別管理自己的業(yè)務(wù)互不干擾，又可將場(chǎng)站生產(chǎn)管理信息傳送給公司，實(shí)現(xiàn)公司對(duì)場(chǎng)站的監(jiān)控管理。系統(tǒng)具有集中儲(chǔ)存、業(yè)務(wù)獨(dú)立、信息共享的特點(diǎn)。客戶(hù)機(jī)只要安裝一個(gè)瀏覽器，服務(wù)器安裝OracIe，SOL等數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，用戶(hù)界面通過(guò)WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)。瀏覽器通過(guò)Web服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

4系統(tǒng)性能特點(diǎn)

本集約化管理系統(tǒng)具有通用、開(kāi)放的架構(gòu)，支持網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用，可以滿(mǎn)足發(fā)電企業(yè)信息化整體解決方案需求。

4.1管控一體化數(shù)據(jù)模型

管控一體化數(shù)據(jù)模型在基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)上，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)整合，統(tǒng)一管理。

1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。依據(jù)數(shù)據(jù)的類(lèi)型，采用不同的方式進(jìn)行儲(chǔ)存，便于后期對(duì)數(shù)據(jù)的查詢(xún)分析，可以節(jié)約系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行速度。

2）數(shù)據(jù)整合、分析。分類(lèi)后的數(shù)據(jù)可以根據(jù)需求重新組織數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)處理中心對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，整合后的數(shù)據(jù)便于管理人員分析、決策。

3）數(shù)據(jù)接日。數(shù)據(jù)接日支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接收與傳送，可與第三方系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

4.2兩票管理，確保發(fā)電規(guī)范安全

兩票即工作票和操作票，可通過(guò)建立兩票的標(biāo)準(zhǔn)票來(lái)實(shí)現(xiàn)兩票的自動(dòng)開(kāi)票和流轉(zhuǎn)。在開(kāi)票時(shí)，允許客戶(hù)對(duì)兩票進(jìn)行執(zhí)行、作廢等操作，系統(tǒng)自動(dòng)保存已經(jīng)處理過(guò)的兩票，便于后續(xù)分析。兩票體系提供了員工對(duì)設(shè)備的正確操作方式，保障了員工人身安全和設(shè)備正常運(yùn)行。

1）工作票。工作票是準(zhǔn)許對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行操作的書(shū)面依據(jù)，其中包含了操作的人員、設(shè)備的部位以及需要注意的危險(xiǎn)點(diǎn)等。

2）操作票。操作票在工作票之后，詳細(xì)說(shuō)明了工作票要求完成任務(wù)的操作步驟，操作人員只需按照操作票上的步驟執(zhí)行即可。以避免因人為原因而造成風(fēng)險(xiǎn)。

4.3實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，提高機(jī)組運(yùn)行安全

實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)建立在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上。通過(guò)對(duì)底層DCS/PLC等控制系統(tǒng)參數(shù)的采集。實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠運(yùn)行管理參數(shù)的共享，為企業(yè)管理層決策提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的信息，實(shí)現(xiàn)了管控一體化。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)如圖3所示：

系統(tǒng)設(shè)有實(shí)時(shí)曲線、超警戒報(bào)警、性能分析以及統(tǒng)計(jì)報(bào)表生成等功能。動(dòng)態(tài)的曲線直觀地描述了生產(chǎn)現(xiàn)狀；超警戒報(bào)警及時(shí)提醒工作人員設(shè)備出現(xiàn)異常，可通過(guò)預(yù)先對(duì)設(shè)備參數(shù)設(shè)定報(bào)警值，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，參數(shù)一日_超過(guò)或低于報(bào)警值，則啟動(dòng)報(bào)警功能，系統(tǒng)還提供超限的歷史數(shù)據(jù)便于分析，增強(qiáng)了設(shè)備運(yùn)行安全性；生產(chǎn)報(bào)表功能方便了數(shù)據(jù)的分析及存檔，為運(yùn)行指標(biāo)提供依據(jù)，可調(diào)動(dòng)人員積極性，提高操作水平。

4.4風(fēng)電功率預(yù)測(cè)

風(fēng)電功率預(yù)測(cè)建立在統(tǒng)計(jì)模型和物理模型之上，根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)報(bào)與風(fēng)電機(jī)組實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算出風(fēng)電機(jī)組預(yù)計(jì)的輸出功率。

4.5風(fēng)電AGC

風(fēng)電AGC即風(fēng)電自動(dòng)發(fā)電控制。因?yàn)殡娋W(wǎng)負(fù)荷存在預(yù)測(cè)不準(zhǔn)的情況，導(dǎo)致發(fā)電與用電存在偏差，如果偏差存在時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)直接影響發(fā)電質(zhì)量與系統(tǒng)穩(wěn)定。風(fēng)電廠AGC存儲(chǔ)著適量的可調(diào)容量，以區(qū)域?yàn)閱挝?，?duì)發(fā)電機(jī)出力進(jìn)行控制。其主要作用是維持發(fā)電頻率為額定值、控制各區(qū)域之間交換頻率為上網(wǎng)規(guī)定值。集約化管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)發(fā)電功率的預(yù)測(cè)、機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)以及經(jīng)濟(jì)約束等方面的綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)AGC儲(chǔ)量的控制，避免因儲(chǔ)量過(guò)多或過(guò)少而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

5結(jié)束語(yǔ)

風(fēng)能是當(dāng)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(yōu)勢(shì)，利用風(fēng)能發(fā)電也是當(dāng)前最具前景的發(fā)電方式。本文就風(fēng)力發(fā)電所遇到的問(wèn)題提出了設(shè)計(jì)集約化智能管理系統(tǒng)的理念，闡述了集約化管理系統(tǒng)對(duì)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)的意義。系統(tǒng)采用先進(jìn)的信息化技術(shù)，將風(fēng)電站的數(shù)據(jù)采集到統(tǒng)一平臺(tái)下，再利用系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)能力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整合、存檔。隨著風(fēng)電行業(yè)的不斷發(fā)展以及風(fēng)電企業(yè)的不斷擴(kuò)張，集約化智能管理系統(tǒng)必將具有更好的經(jīng)濟(jì)效益與發(fā)展前景。

（作者單位：華電福新能源有限公司）