OpenPlantTM实时数据库在风电信息化中的应用

风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。2007年以来,中国风电产业规模延续暴发式增长态势。2010年全国累计风电装机容量有望突破2000万千瓦,提前实现2020年的规划目标。

前言

风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。2007年以来,中国风电产业规模延续暴发式增长态势。2010年全国累计风电装机容量有望突破2000万千瓦,提前实现2020年的规划目标。

随着风电产业逐渐发展成熟,对信息化的需求将变得明朗。上海麦杰科技股份有限公司与北京北斗兴业信息技术有限公司合作,建设国华能源投资有限公司风电生产信息系统。麦杰科技的openPlantTM实时数据库作为风电厂信息化平台,是整个项目的信息化建设核心。

国华风电信息化建设系统结构图

系统功能:

1、风电场生产实时数据采集和历史数据存储

作为面向生产过程的信息系统,openPlantTM作为风电场历史/实时数据库的支撑,不仅能将风电场生产过程的实时数据采集上来,还将它们以其基本形式(控制系统采集的时间间隔、精度等)保存下来,并在功能站进行二次加工后作为计算结果再存入历史/实时数据库,以满足不同的授权用户和应用程序为实现不同目的而进行调用。

生产实时数据的采集

数据接口系统从风机远方监控系统、变电站监控系统、测风塔等数据源中采集数据,并按一定时间间隔采用单向数据传输方式写入到数据库中。它是生产控制网络与监控网络的网关与接口,具有数据传输与隔离作用,还可以实现数据压缩传送、数据质量判断及数据缓冲等功能。

历史数据的储存

1)实时/历史数据库系统以企业生产过程数据为集成对象,采集全部生产过程控制系统的实时数据,且手工输入数据、手持设备数据或者其它信息系统的数据,形成信息完整的生产过程历史/实时数据库,以完成风电场范围内的数据库资源共享。

2)数据库标签采用统一编码,是唯一的、有规律可循的编码方式。

3)根据应用需求设置各数据标签的采样频率、数据精度、安全等级等参数;压缩数据的数据精度和压缩比应按照应用要求进行不同的设置。

4)压缩数据的恢复控制工程网版权所有,从接受压缩数据提取指令开始,解压缩,网络数据传输,到数据输出的一系列动作所需要的时间小于2秒。

5) 提供数据库在线维护功能,包括基于浏览器进行数据库维护的管理方式;对不能自动采集的数据,提供手动输入,设置管理权限,保证对自动采集的数据不能进行任何修改。

6) 能够使用SQL查询工具查询服务器信息、数据标签属性以及实时/历史数据库数据、二次计算数据和统计数据等。

7) 具备实时信息统计分析和查询功能,能够进行实时画面的组态和编辑。

8) 历史数据存储容量可根据用户需求确定控制工程网版权所有,缺省时限至少在三个大修周期以上。

2、风电场监控模块管理功能

通过采集风电场各生产过程控制系统包括风机远方监控系统、变电站监控系统、测风塔等的实时生产数据,对各生产流程进行统一的监视和查询。公司领导、生产技术管理人员、值长和其它用户可以通过网络随时调用实时信息监控与管理软件,对生产运行趋势进行分析。

具体功能如下:

openPlantTM历史/实时数据库采集风电场各生产过程控制系统,包括风机远方监控系统、变电站监控系统、测风塔等实时生产数据。用户使用openPlantTM终端软件在各终端上对各生产流程进行统一的监视和查询,实现生产数据信息的共享。

l 提供显示工艺画面和流程画面的显示功能,监视画面能突出反映各功能特点,正确显示生产过程数据、设备状态、报警状态、经济指标、运行指导等信息;能够以趋势图、棒状图、相关参数组等多种形式进行画面显示;相关参数显示画面能够显示实时值、在定义时段内的最大值、最小值以及平均值;画面布局合理美观。单个画面内支持同时显示的实时数据点不小于100点。

l 提供工艺画面和流程画面的设计、修改功能;系统可存储的画面数不受限制。

l 多个画面可同时显示。

l 提供实时数据和历史数据的趋势图显示;同一画面可同时显示多个参数趋势,不同参数曲线采用不同的颜色以示区别。

l 提供工艺画面、流程画面、趋势分析图等用户界面拷贝打印功能。

l 监测实时数据,提供报表打印输出功能,具有形成整个企业所需要的各类报表的能力,报表格式可以修改,能自动打印报表,进行运行指标统计在线考核,完成各项指标的运行管理考核,自动产生考核结果。

l 提供DDE数据链接和嵌入,实时数据可以导入EXCEL。

l 提供和现有所有系统具备的一致的风电场生产过程监视画面和报表,真正做到控制系统画面向办公室桌面的延伸。

l 风机性能综合监视:将风机整体及重要设备的性能计算参数在简化流程图中集中实时显示,使高层技术人员对各设备的状态和各性能指标一目了然。风机横向比较监视:将各个风机的重要性能指标和运行状态进行横向对比,并将结果用画面实时监视,辅助厂领导和总工程师了解各风机的当前运行状况和风机之间的性能差别。

3、生产过程回放系统

生产过程回放系统也叫做事故发生过程回放功能,是利用图形仿真技术和实时数据库技术对生产过程进行深入的分析。用于:事故分析、操作示范、案例分析、起停机过程分析等。对优化起机过程有直观的参考作用,对事故发生后分析事故原因起到辅助作用。至少提供2000幅画面的现场过程回放(所有采集数据的过程回放),以及没有时间限制的历史分析。

生产过程回放系统应该结合历史数据和与控制系统完全一致的监视画面,重现历史工况(所有参数和状态),用户可以方便的切换画面同时保持参数的一致性,在实时数据库保存的历史数据周期内,可以随意调用任何时间段内的画面回放。

生产过程回放系统要求人机界面友好,操作方便,做到与生产现场画面完全一致。让发电机组控制系统中所有画面及参数进行以1秒为采样周期的自选时间段的回放,历史数据可以追溯到生产数字化管理系统实时数据库建立开始,不受有效时间限制,大大提高了机组故障分析性,做到了事故过程的百分百全真实回放。

目前国华能源选择尚义、东台、齐齐哈尔三个风电厂作为代表,为整个集团的风电信息化建设做准备。其中尚义位于河北、内蒙交接的风场,东台位于江苏东部沿海风场,齐齐哈尔位于北方高寒地区。这三个风电厂具有很强的代表性,可以为后面的风电厂积累总结经验。OpenPlantTM实时数据库也将为我国风电信息化建设的发展作出应有的贡献。

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