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摘要：在分析目前的风力发电企业和风电场群远程集中监控系统应用现状的基础上，研究集中监控系统的总体架构，研究系统的设计原则和主要设计功能，实现风电场无人值班、少人值守。
关键词：风电场；远程集中监控系统；设计
1引言
近年来随着全球经济的快速发展，环境问题日益恶化，成为各国重点关注和亟需解决的关键问题之一。风力发电是一种清洁型的发电形式，此技术一经推出就受到各国的推崇，我国近年来的风力发电规模在不断扩大，技术也日渐成熟，在我国节能减排政策的支持下，风电场的规模在不断扩大，风力发电公司通常在同一个地区就同时拥有几座甚至十几座的风电场，且每座风电场拥有十几台甚至数十台风機，不仅如此，风电场的分布较为分散，且常位于环境较为恶劣的高山、荒漠等偏僻地区，增大了风电公司的运营管理难度。
2现有风力发电企业电场现状
首先由于风电场群远程集中监控系统需要与风电机组配套，而我国由于历史原因，每个风电场的规模和容量都存在差别，而且每个风电公司在设计自己的远程集中监控系统时都按照自己的思路进行，而且通讯规约也不尽相同，所以导致我国不同的风电场的远程集中监控系统技术不兼容，而且在同一个风电公司中，由于拥有多座风电场，所选用风电机组来自不同的厂家，所以监控系统也有所差异，给运行人员的操作和风电场的日常运营管理带来较大的困难。其次，我国的风电技术发展时间较短，其运营管理主要参照火力发电的运营模式，并没有形成风电特有的生产管理模式，所以缺少健全的风电安全生产管理制度和管理经验及技术。最后由于风力发电具有较大的波动性和随机性，在风电并网的过程中容易对整个电网的稳定性带来较大的影响，且给整个电网调度增加了难度。
3集控系统总体架构
风电场群远程集中控制系统架构如图1所示，在系统的控制中心里，系统主要由数据服务器（数据处理与存储）、应用服务器（应用功能的后台处理）、工作站（监控、维护、应用工作站）、打印机、GPS系统（提供准确的时间信息）、前置服务器（风电场上送数据采集）、网关服务器（与其他系统的数据交互处理）、web服务器（信息的互联网发布）、安全隔离装置（不同区域信息流通的安全隔离）、防火墙等组成，其系统的运行并不是孤立的，而是与多媒体食品终端系统、气象数据系统。生产管理系统等共同组成风电场群远程集中监控系统。
在风电场的实际应用中，系统通常采用双网络、双服务器模式，并不是只有一条网络和一个服务器，以提高系统运行的可靠性，保证网络流量的动态平衡分流[1]。
4集中监控系统的设计分析
4.1系统的设计原则
风电场群远程集中监控系统在风电场设置控制中心，对各风电场子站进行监控和集中管理，其需要遵循的设计原则如下：实用性和完整性。即系统具有齐全的设备和完整的功能，能够实现方便管理；实时性和不间断性。即系统不停机，保证系统和风电场的长时间正常运行；可靠性和稳定性。系统设计时需采用先进的技术、成熟的设备和稳定的软件进行配合，系统的参数设置和硬件配置需根据实际需要设置，保证系统在正常的运行环境下能够长时间可靠、稳定的运行；安全性。对于不同的功能和不同的区域应采用不同的模块，并设置安全管理权限，确保系统运行的安全性；便于管理。控制中心对子站进行控制和优化的操作需要在在线的模式下进行，要求操作简便，不能对系统的正常运行产生影响；便于维护。系统可以做到故障自动检测和排除，并且无需专用工具就可进行日常维护；规范性和开放性。由于远程集中监控系统需要多个系统进行配合和统一管理，所以遵守各个相关的行业标准与规范，并对系统进行标准化和开放性设计，能与其他系统进行数据共享和互通；可扩充性。即系统的设计应考虑未来技术的发展和进步，其容量、处理能力等可以进行扩充或者更新换代。
4.2系统功能设计
4.2.1风电场和风电机组的实时监控
对风电场的实时监控主要是对风电场的总体运行情况和报警信息进行监视，其中包括风电场地理信息图、风机列表信息、主要运行参数信息、风机指标对比和风电场玫瑰图展示等。风电机组的监视主要包括对不同分组的风机的参数进行图形化的展示，包括状态参数、趋势分析、运行日志和运行报警等。风电机组的控制能实现风机的启停、复位和功率调整，以及风机的切换和调度[2]。
4.2.2变电站实时监控
变电站的实施监控也包括对变电站的集中监视和控制两部分。变电站的集中监视主要对变电站一次系统的接线图进行展示，实时监视变电站的各项指标的状态参数，还有事故报警和预告报警的功能，就是对非操作引起的断路器跳闸和保护装置启动进行报警，并对设备变为、状态参数异常、监视数据的异常情况等进行声光或语音报警。此外，在故障发生之后，可以将各保护装置的启动动作信息进行记录和存储，还可以对变电站的各项参数信息进行汇总和统计，对数据进行计算和分析，并以图形的形式进行展示。
变电站的集中控制可以实现一个系统进行一个操作的执行，并且在指令执行时需要进行控制权限和口令确认，并且在调度中心、风电场子站和就地三级中都可以实现此功能。此外，程序化控制能够实现一次设备由运行转冷备用或由冷备用转运行的操作，在程序化操作的过程中能够显示操作的步骤、内容和进度，并对每一步操作进行验证，保证每一步操作通过五防校验，还具有模拟执行的功能，防止无线误操作现象。
5集中监控系统发展的优势
远程控制系统通过安全可靠的风电场通信与信号系统，具有对所监控的风电机组群实施远程运行优化与控制功能，能够实现自动调节风机出力和对无功及电压的调节（AGC和AVC控制），保证大规模风电机组群并网后的电能质量，以及电网的稳定、安全和经济运行，为确保高效推进大规模风电机组群并网、电网实行“统一调度、分级管理”，推动风电等新能源安全可靠并网、持续健康发展提供了有效的技术保障。
6结语
风电场群远程集中监控系统是利用风电场通信与电网通信设备，实现对风电机组群的远程运行控制和优化，并且对全局的风功率进行预测和调节，此系统的应用不仅大大降低了风电场运维管理的工作强度，减少了运维管理人员，基本实现无人值守，而且提高风电机组群并网后的电能质量和可靠性，提高了风电公司的管理和生产效率。
参考文献：
[1] 梁涛，袁正彬，梅春晓，等.风电场群远程集中监控系统设计及智能化管理[J].自动化与仪表，2015，30（11）：50-53
[2] 张海超.基于SCADA的多风电场远程监控系统的设计[J].中国电机工程学会继电保护专业委员会发电侧保护和控制学术研讨会，2015
关键词：风电场；远程集中监控系统；设计
1引言
近年来随着全球经济的快速发展，环境问题日益恶化，成为各国重点关注和亟需解决的关键问题之一。风力发电是一种清洁型的发电形式，此技术一经推出就受到各国的推崇，我国近年来的风力发电规模在不断扩大，技术也日渐成熟，在我国节能减排政策的支持下，风电场的规模在不断扩大，风力发电公司通常在同一个地区就同时拥有几座甚至十几座的风电场，且每座风电场拥有十几台甚至数十台风機，不仅如此，风电场的分布较为分散，且常位于环境较为恶劣的高山、荒漠等偏僻地区，增大了风电公司的运营管理难度。
2现有风力发电企业电场现状
首先由于风电场群远程集中监控系统需要与风电机组配套，而我国由于历史原因，每个风电场的规模和容量都存在差别，而且每个风电公司在设计自己的远程集中监控系统时都按照自己的思路进行，而且通讯规约也不尽相同，所以导致我国不同的风电场的远程集中监控系统技术不兼容，而且在同一个风电公司中，由于拥有多座风电场，所选用风电机组来自不同的厂家，所以监控系统也有所差异，给运行人员的操作和风电场的日常运营管理带来较大的困难。其次，我国的风电技术发展时间较短，其运营管理主要参照火力发电的运营模式，并没有形成风电特有的生产管理模式，所以缺少健全的风电安全生产管理制度和管理经验及技术。最后由于风力发电具有较大的波动性和随机性，在风电并网的过程中容易对整个电网的稳定性带来较大的影响，且给整个电网调度增加了难度。
3集控系统总体架构
风电场群远程集中控制系统架构如图1所示，在系统的控制中心里，系统主要由数据服务器（数据处理与存储）、应用服务器（应用功能的后台处理）、工作站（监控、维护、应用工作站）、打印机、GPS系统（提供准确的时间信息）、前置服务器（风电场上送数据采集）、网关服务器（与其他系统的数据交互处理）、web服务器（信息的互联网发布）、安全隔离装置（不同区域信息流通的安全隔离）、防火墙等组成，其系统的运行并不是孤立的，而是与多媒体食品终端系统、气象数据系统。生产管理系统等共同组成风电场群远程集中监控系统。
在风电场的实际应用中，系统通常采用双网络、双服务器模式，并不是只有一条网络和一个服务器，以提高系统运行的可靠性，保证网络流量的动态平衡分流[1]。
4集中监控系统的设计分析
4.1系统的设计原则
风电场群远程集中监控系统在风电场设置控制中心，对各风电场子站进行监控和集中管理，其需要遵循的设计原则如下：实用性和完整性。即系统具有齐全的设备和完整的功能，能够实现方便管理；实时性和不间断性。即系统不停机，保证系统和风电场的长时间正常运行；可靠性和稳定性。系统设计时需采用先进的技术、成熟的设备和稳定的软件进行配合，系统的参数设置和硬件配置需根据实际需要设置，保证系统在正常的运行环境下能够长时间可靠、稳定的运行；安全性。对于不同的功能和不同的区域应采用不同的模块，并设置安全管理权限，确保系统运行的安全性；便于管理。控制中心对子站进行控制和优化的操作需要在在线的模式下进行，要求操作简便，不能对系统的正常运行产生影响；便于维护。系统可以做到故障自动检测和排除，并且无需专用工具就可进行日常维护；规范性和开放性。由于远程集中监控系统需要多个系统进行配合和统一管理，所以遵守各个相关的行业标准与规范，并对系统进行标准化和开放性设计，能与其他系统进行数据共享和互通；可扩充性。即系统的设计应考虑未来技术的发展和进步，其容量、处理能力等可以进行扩充或者更新换代。
4.2系统功能设计
4.2.1风电场和风电机组的实时监控
对风电场的实时监控主要是对风电场的总体运行情况和报警信息进行监视，其中包括风电场地理信息图、风机列表信息、主要运行参数信息、风机指标对比和风电场玫瑰图展示等。风电机组的监视主要包括对不同分组的风机的参数进行图形化的展示，包括状态参数、趋势分析、运行日志和运行报警等。风电机组的控制能实现风机的启停、复位和功率调整，以及风机的切换和调度[2]。
4.2.2变电站实时监控
变电站的实施监控也包括对变电站的集中监视和控制两部分。变电站的集中监视主要对变电站一次系统的接线图进行展示，实时监视变电站的各项指标的状态参数，还有事故报警和预告报警的功能，就是对非操作引起的断路器跳闸和保护装置启动进行报警，并对设备变为、状态参数异常、监视数据的异常情况等进行声光或语音报警。此外，在故障发生之后，可以将各保护装置的启动动作信息进行记录和存储，还可以对变电站的各项参数信息进行汇总和统计，对数据进行计算和分析，并以图形的形式进行展示。
变电站的集中控制可以实现一个系统进行一个操作的执行，并且在指令执行时需要进行控制权限和口令确认，并且在调度中心、风电场子站和就地三级中都可以实现此功能。此外，程序化控制能够实现一次设备由运行转冷备用或由冷备用转运行的操作，在程序化操作的过程中能够显示操作的步骤、内容和进度，并对每一步操作进行验证，保证每一步操作通过五防校验，还具有模拟执行的功能，防止无线误操作现象。
5集中监控系统发展的优势
远程控制系统通过安全可靠的风电场通信与信号系统，具有对所监控的风电机组群实施远程运行优化与控制功能，能够实现自动调节风机出力和对无功及电压的调节（AGC和AVC控制），保证大规模风电机组群并网后的电能质量，以及电网的稳定、安全和经济运行，为确保高效推进大规模风电机组群并网、电网实行“统一调度、分级管理”，推动风电等新能源安全可靠并网、持续健康发展提供了有效的技术保障。
6结语
风电场群远程集中监控系统是利用风电场通信与电网通信设备，实现对风电机组群的远程运行控制和优化，并且对全局的风功率进行预测和调节，此系统的应用不仅大大降低了风电场运维管理的工作强度，减少了运维管理人员，基本实现无人值守，而且提高风电机组群并网后的电能质量和可靠性，提高了风电公司的管理和生产效率。
参考文献：
[1] 梁涛，袁正彬，梅春晓，等.风电场群远程集中监控系统设计及智能化管理[J].自动化与仪表，2015，30（11）：50-53
[2] 张海超.基于SCADA的多风电场远程监控系统的设计[J].中国电机工程学会继电保护专业委员会发电侧保护和控制学术研讨会，2015