区域风电诊断系统设计与实施.docx

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区域风电诊断系统设计与实施

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张中杰

摘要：随着风电场的不断增加，各种运维问题凸显，通过信息化手段建立风电场设备运行状态监测和故障诊断系统来解决以上问题。本文主要介绍了建设风电诊断系统的设计原则、基本架构及基本功能。

关键词：诊断；风电；设计；实施

引言

在国家大力发展风电的政策驱动下，近年来国内整个风电产业出现高速发展，然而由于风电关键技术的研究起步晚、整机设计制造技术依赖国外，快速发展也带来了很多问题，目前的风电发展现状为：

（1）项目规模小、布局分散。与传统的火电、水电项目相比，风电项目发电规模较小，布置面域广，如单个5万kW项目，33台机组分散布置约5平方公里面积，给风电场和设备的管理带来不便。

（2）机组厂商和机型多，技术多样。目前我单位风电装机345台，包含7家机组品牌，各家又拥有多种型号机组，大多从国外引进技术或许可证生产，风机设备的设计、制造以及集成技术各异，设备统一管理麻烦。

（3）设备故障频繁，维护工作量大。风机质保期一般在3～5年，但从近几年的运行维护情况来看，机组故障率普遍较高，出质保后的机组设备运维压力更大。

（4）风电机组检修作业多在70m高度以上，工作环境恶劣，大风、寒冷、结冰等气候因素都对设备检修维护工作带来难度，也增加了生产安全管理的压力。

各种运维问题制约了风电的盈利能力，同时增加了设备损坏的风险，通过广泛的调研，目前国内外先进的机组制造厂家（金风、远景、GE、维斯塔斯等）与风电运营商（国电龙源、三峡集团、华能集团等）都在布局实施远程诊断技术，通过信息化手段建立风电场设备运行状态监测和故障诊断系统来解决以上问题。

一、系统总体设计原则

（一）系统安全原则。

诊断平台系统，需要严格遵守《电力二次系统安全防护规定》，而且必须符合《电力行业信息系统安全等级保护基本要求》三级系统的要求。系统在建设时，需要使用网络正向隔离装置等网络安全设备，提高系统及系统网络的安全，加强信息系统安全管理体系。另外需要提高内部使用人员对信息系统的安全意识，保证诊断系统安全、稳定运行。

（二）设计原则。

1）建立稳定安全可靠系统。

建立系统时需要考虑到网络状态，并保证系统符合相关安全规定，保证系统的稳定安全可靠。

2）实现对风电场集中诊断。

系统应方便工作人员进行操作，能够集中对各个风场甚至每台风机进行诊断分析。

3）具有可扩展及相对灵活性。

能够支持系统后续的无痕升级，能够为其他的系统预留接口。

二、系統网络架构

风电区域诊断系统是需要通过网络与各场站中的风机相关系统进行交互，由于大多数风电现场之间距离过远，因此，需要专线，才能实现诊断系统与各场站系统的数据交互。

风电诊断系统网络架构如图2.1所示，整体部署根据电力安全要求将主要应用部署在三区，为管理者使用。

图2.1风电诊断系统网络架构图

三、系统总体功能

（一）数据采集及处理。

数据采集软件能够从风机系统、电能量、振动系统、风功率系统采集数据，数据采集方式遵守各个系统的通讯协议，通过在数据采集服务器部署相应的数据采集软件，将采集到的数据转发至数据转发服务器后上送区域诊断系统，对采集到的数据统一进行编码，采取一定算法对采集到的数据进行分析处理。

（二）诊断系统。

1.风机监控。

风机监控显示风机实时的生产状况一览图，包含区域内各个风场的总体一览图、单台风机图，不仅可以实时监控到各个风机的各个参数及状态。

2.电量监视。

电量监视能够显示电量的相应参数及状态，方便操作人员分析电量内容。

3.风功率监视。

能够方便相关人员及时对风功率趋势作出判断。

4.诊断系统。

对风机进行实时报警和未来预警，显示各种报警相关信息，值班人员可以根据报警信息实时了解各个风场的实时运行情况，根据报警信息做出相应操作，根据预警信息判断风机未来状态，方便人员及时掌握。

5.历史查询。

查询风机运行参数、故障信息等参数历史数据。

6.统计分析。

包含风机故障、风机运行时间、发电量等统计分析功能，为用户安排检修相关操作提供科学依据。

四、结语

随着风电产业的不断发展，诊断系统的不断实施与应用。诊断系统会越发成熟，在符合各项相关规定下，将不同业务系统整合在一起，不仅能够方便用户掌握系统，而且为运维人员、技术人员提供分析判断依据，更方便后期有针对性的维护，提高设备健康水平，同时能够降低风场运行成本，提高风场收益，促进企业健康、可持续发展。

参考文献：

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[2]马成龙，段斌，龙辛.基于服务导向网络架构的风电场故障诊断职称平台[J].电力系统自动化，2011，35（04）：77-79.

[3]司文建，王武.风电机组传动系统故障诊断平台开发[J].机械设计与制造，