一、行业概述

        作为清洁能源之一，风力发电场近几年装机容量快速增长。8月17日，国家能源局发布1-7月份全国电力工业统计数据。截至7月底，全国累计发电装机容量约27.4亿千瓦，同比增长11.5%。其中，太阳能发电装机容量约4.9亿千瓦，同比增长42.9%；风电装机容量约3.9亿千瓦，同比增长14.3%。风力发电场分为陆上风电和海上风电，一般地处偏僻，安装比较分散，环境也比较恶劣，因此风电场需要一套远程监控系统，便于运维人员更高效的管理风电场运行。

二、从分散运营到集中监控

2.1　无人值班、少人值守成为趋势

随着我国工业自动化水平不断进步和提高，无人值班或少人值守的新能源电站已成发展必然趋势，伴随公司新能源电站投资建设步伐，独立监控分散运营管理模式已不能适应公司的发展，为了实现对地理位置分布分散的电站的高效监管，提高运行的稳定性和可靠性，需要建设一体化集中监控运营管理平台，推进公司新能源电站运营管理信息化建设。

2.2　当前风电场的数据与流程断点

然而，当前风电场内部各系统独立运行，未实现相互数据交互，海量的风电场数据缺乏专业性整合、统计、分析，无法产生技术生产力，生产运营缺乏统一的运营标准、统一的设备管理，手工报送报表工作繁杂，数据准确性、及时性不能保证，总部运维管理人员不能及时准确了解下属风电场的生产运营状况，无法实现高效运营。

2.3　建设目标

本系统以实现数字化、自动化、智能化为目标，建设一体化集中监控运营管理系统，实现数据有效的存储、共享、流转；利用稳定的通信技术，实现运行、设备的智能化管理；利用尖端的大数据分析技术，实现生产过程管理的精细化、标准化、科学化，逐步提升新能源场站的管理效益。

三、总体结构：三条通道与两端

图 2  电网调度、集控中心与新能源子站之间的三条通道

图 2 由左至右为三段：左侧为电网调度，含调度并网优化（AGC/AVC 与功率预测）；中部为集控中心，自上而下为区域化生产管理、数据应用及运行优化指导、发电设备及升压站运行监视与控制、数据采集与硬件网络基础设施；右侧为新能源子站，分为数据采集与信息采集两栏。三段之间标注电力通道、专网通道与管理网通道。

子站侧的数据采集保证数据的准确性、实时性、连续性，信息采集保证业务信息的及时性、准确性。采集内容为升压站数据、逆变器数据、汇流箱数据、箱变数据、电能计量数据、保信数据、功率预测数据、AGC/AVC 数据与环境数据；信息侧包含视频、电话、生产管理、指标计算与运营分析。

对所有新能源电站实现远程统一运行维护，除新能源电站内设备物理损坏等情况需要就地检修、维护外，其余监视控制、运维管理工作均可在集控中心完成。

四、管理对象与功能布局

图 3  管理对象、五项基础功能与功能模块

系统实现区域所辖风场的集中监控、生产运维功能，主要管理对象为风力发电机组、逆变器、升压站、箱变、功率预测系统、环境监测系统等。

主要功能为五项：数据接入存储、数据统一风格展示、远程控制、报表系统、异常诊断。

五、关键功能与特性

5.1　项目与画面

多项目管理：风机集控系统一般由集团部署，支持多个风电项目的独立接入系统。

项目总览：项目总览功能以地图为基础，在地图上标识每个风机的坐标位置，在地图上可以直观了解每台风机的运行基本数据。

风机运行监控：进入单一风机监控界面中可以直观的了解该设备的运行参数和关键指标数据，可以从设备状态、设备运行数据、设备报警信息、设备关键指标、设备运维信息等多个维度查看当前设备的运行状态。

5.2　报警与分析

系统报警管理：通过对设备运行数据的分析，设定设备运行的报警参数，当设备运行情况出现异常时系统自动推出报警信息，并以声光报警加移动端推送的方式通知设备运维人员，达到需要维护或者维修程度时直接生成维修维护工单推送给对应的运维人员。

历史趋势分析：通过运行分析工具，可以实现对设备运行数据的同比、环比、自由对比。

运行分析功能：通过设备分析工具可以实现多设备关键参数的横向对比，可以了解设备的运行效率比较；实现设备各个指标之间的相关行分析工具可以了解设备参数之间的影响。

5.3　巡检与维修

智能巡检模块：通过智能巡检模块可以对风机的巡检路线和巡检计划做计划性管理，及时推送相关运维人员及时对设备进行点检巡检，发现风机故障情况及时进行保修。

智能维修模块：通过智能维修界面让使用者发现故障及时通知维修人员，通过智能维修界面让风机产生故障时可以自动通知维修人员，通过智能维修模块让管理者及时了解维修进度和维修效果，督促维修人员准确、及时、高效的解决问题。

5.4　升压站与气象站

升压站监控：展示升压站电气接线图，对于重要的电气监测点数据进行显示并实时刷新。主要的电气监测点包括但不限于三相电流、三相电压、断路器开闭、有功功率、无功功率、发电量、功率因数等。

气象站监控：显示测风塔基本信息、重要监测数据和分析图表。基本信息包括测风塔编号、经度、纬度、搭高、海拔、测风搭层数、所属区域、启用时间。重要监测数据包括湿度、温度、风速、风向。分析图表包括逐时平均风速、风速玫瑰图、月逐时平均风速。

5.5　移动端发布

移动 APP 子系统：移动终端子系统实现实时数据、统计数据和重要事件信息对外单向发布。集团相关人员通过该子系统随时随地了解各子站的运行状况。移动终端子系统位于信息管理网络（III 区），配置 1 台移动终端服务器。信息管理网络与公网之间使用防火墙隔离，保证了系统的安全性。

六、方案价值

提高风电场的安全运行管理水平并增强对大风电的驾驭能力。通过集约化的管理，这种系统使风电生产运营模式更加科学合理。

集中管控，无人值班、少人值守：降低了风电场运营和维护的成本。同时，区域检修的风电管理模式也得以实现。

结合了远程监控系统，可以根据风功率预测，准确地预测出负荷变化趋势，为其状态检修提供可靠依据。可以避免因无法准确预判风能变化而导致的电力供需不平衡等问题，进一步提高电力系统的稳定性和可靠性。