2.5.3 功能要求
智能集控系统提供的以资产设备为中心的数据高效分析性查询 (实现对大量历史数据的过滤、降频、变换、聚合等操作)和统计性查询 (实现近线式时序数据的趋势走向和指标统计)将是保障实时性的关键。
2.5.3.1 集中监视功能
除了地图的显示方式外,还可以以列表的方式显示更详细的数据,例如实际功率、无功功率、设备总数、运行设备数、停机设备数、待机设备数、故障运行设备数、通信中断设备数等。以实时动态曲线的方式显示区域公司或场站的统计信息。集中监视功能主要包括管控中心监视、场站信息监视、风电机组信息监视、光伏电站信息监视、升压站信息监视、测风 (光)塔监视、电量采集系统监视。
1.管控中心监视
管控中心监视实现集中展示功能,便于集中监控。
2.场站信息监视
以风电场和光伏电站为例,场站信息监视以实时动态曲线的方式显示风电机组或逆变器信息,此动态曲线及其信息可以自由配置。
实时信息包括基本信息以及所有发电设备的运行概况图,发电设备按照输电线路方式或者矩阵方式排列。
风电机组运行状态实时显示,不同图标显示不同状态,图标下面显示其风速、功率。
除了图形的显示方式外,还可以以列表的方式显示风电场风电机组设备的详细数据,例如有功功率、无功功率、风速、风电机组状态、风电机组故障、三项电压、三项电流等。显示数据信息可以通过调整配置灵活修改。
3.风电机组信息监视
在风电场中,风电机组信息监视按照部件将发电设备数据进行分组,可以显示风电机组的模拟量及开关量,可以为模拟量设置正常范围,当数据超出正常范围时可以通过颜色或其他方式辨识出异常数据。
查看某参数的实时变化曲线,可以将多个点形成的曲线在一幅图上显示,可以通过鼠标拖拽对图形局部进行放大、缩小。
历史运行数据以曲线趋势图与表格的方式显示。可以通过鼠标拖拽对曲线趋势图局部进行放大、缩小。
从总视图可以进入到各部件的详细视图,按部件详细显示风电机组的实时信息,包括机舱、塔筒、叶轮系统 (变桨)、发电机、变流器、变压器、电网接入装置、主控系统、振动系统、传动系统、偏航系统。
4.光伏电站信息监视
在光伏电站中,光伏电站信息监视具有以下功能:
(1)状态监测与评估。监控中心能通过显示器对光伏电站主要设备运行参数和运行状态进行监测,通过系统配置图、电气接线图、过程曲线图、统计报表等画面监测系统的各个细节,并评估系统的生产运行状态。
(2)光伏系统报警与诊断。系统报警可分为两种类型:一种是事故报警;另一种是警告报警。前者一般包括逆变器主动上报的故障信息以及非计划性断路器跳闸等;后者包括一般设备变位、采集数据异常、趋势报警等。报警信号以图形、文字、语音等形式发出,并提供辅助诊断信息。
(3)光热与储能监控。光热与储能监控可以实时采集光热支路、储能并网点或接入点、公共资产分界点处电压、电流,实现对微网一次拓扑结构中主要节点的潮流监控,并具备对电源送出线路、储能接入线路等的故障识别功能。
根据微电网系统的分布式电源、储能系统运行状态 (充放电状态、SOC 值)、总负荷实时功率和电网资产分界点潮流情况等进行微电网源、储协调优化控制。保证在负荷可靠供电的前提下实现微电网系统的优化经济运行。
通过监测微电网拓扑结构主要节点参数的变化,智能调节光伏、储能系统功率,使系统可以安全、稳定、经济地输送清洁电力。
项目负荷优先消纳微电网内的可再生能源电力,当微电网供电不足时,电网给予调剂余缺;当微网电量存在剩余时,可以通过原有供电系统返送电网。
光热与储能监控系统可以智能识别微电网系统发电、储能单元的投退变化,以及运行方式的变化,以保障系统在每种运行方式下均可持续智能运行。
光热与储能监控系统具备完备的事故告警功能,如过压、欠压、过流、频率异常、装置异常等。
光热与储能监控具有完整的事故记录、数据记录、查询功能。
5.升压站信息监视
在电站概况图上选择变电站图标,进入变电站实时状态展示界面。可在监控中心远程对升压站进行监视,系统具备以下功能:
(1)升压站实时数据显示界面与电站升压站监控系统界面一致,显示变电站电气主接线图或局部接线图,内容包括出线、母线及其有关的断路器、隔离刀闸、接地刀闸等,并可以显示运行状态,P、Q、cosφ、U、I、f 等参数值,分接头挡位位置,动态无功补偿装置主要运行信息等。
(2)查看升压站的数据实时变化曲线,将多个点构成的曲线在一张图上显示,可以通过鼠标拖拽对局部图形放大、缩小。
(3)查看升压站的历史运行数据,以曲线趋势图与表格的方式显示数据。在趋势图中可以通过鼠标拖拽对局部图形放大、缩小。
6.测风(光)塔监视
以风电场和光伏电站为例,在概况图上选择测风 (光)塔图标,进入测风 (光)塔实时状态展示界面。查看测风 (光)塔的数据实时变化曲线,可以将多个点构成的曲线在一张图上显示,可以通过鼠标拖拽对局部图形放大、缩小。查看测风 (光)塔的历史运行数据,以曲线趋势图与表格的方式显示数据。在趋势图中可以通过鼠标拖拽对局部图形放大、缩小。
7.电量采集系统监视
监视电站电量关口表数据,支持查询统计功能。
2.5.3.2 集中控制功能
1.风电机组控制
在风电场中,具有以下功能:
(1)单台控制。集中监控系统可在监控中心远程对全场及单台风电机组进行控制,包括单台风电机组远程启动、停机、复位及有功和无功控制;整个风电场远程启动、停机。
(2)批量控制。批量控制是指批量控制风电场及各期风电机组,对成组风电机组进行远程启动、停机、复位及有功和无功控制。
2.光伏设备控制
在光伏电站中,光伏设备控制可以控制逆变器的启动、停止、复位。
(1)逆变器控制。逆变器控制包括复位、启机、停机 (含常规停机、调度停运备用、场外受累停运备用、场内受累停运备用)、检修、故障的控制等,并分别统计对应时间。
挂牌功能是指在逆变器检修等的情况下,逆变器的启动、复位按钮的挂牌 (提示禁止操作)。
(2)逆变器批量控制。逆变器批量控制是指对光伏电站内的逆变器批量启动、停机(含常规停机、调度停运备用、场外受累停运备用、场内受累停运备用)、复位操作 (含全场逆变器、某线路上所有逆变器和自由选定逆变器)。
3.升压站系统控制
升压站系统控制可以实现以下主要操作:①对断路器/刀闸分、合的远程操作;②对补偿电容器投、切的远程操作;③对有载调压变压器分接头的远程调节。
监控中心主站、风电场子站及就地三级均能实现控制功能。控制权的优先顺序是:就地优于风电场子站,风电场子站优于监控中心主站。
遥控操作只能在操作员站上进行,操作人员必须具有权限和登录口令才能实施操作,输入站名、设备编号,以防误选点。操作过程有记录,可查询、打印。
电气设备操作必须有返送校核,按选点、校验、执行按钮。操作的起始和结束通过画面和信息窗口提供的相应提示进行。
4.安全措施(防误闭锁)
安全措施应具有防止误操作的功能,电气设备操作通过“五防”逻辑判断,并有出错报警和判断信息输出。经过“五防”系统逻辑判断正确后方可对升压站进行操作。
2.5.3.3 故障报警功能
报警事件发生时,系统自动监测到事件并报警。报警按照严重程度和类别进行分级分类,并以列表、光字牌、语音等方式提供给用户,重要报警可以提供确认操作,同时提供历史故障、历史数据、日志等的查询功能,也可以进行设备的报警统计和故障统计,并能够打印。用户可以对报警设定级别并做出不同响应,也可以自定义报警等级,以及相应的报警短信通知内容、通知人员等。
1.报警分级
报警事件按照程度分为三级,包括严重故障、一般故障以及一般事件。其中,严重故障包含风电机组的故障停机、线路和主变的跳闸 (风电场);一般故障为特定的变量值超过系统界限值;一般事件为风电机组的启停机事项 (风电场),线路刀闸的状态变化。
2.报警处理
智能集控系统具有报警确认功能,所有报警均可以在报警后进行确认并有确认记录,严重故障报警必须进行确认后方可消除报警闪烁、声音等指示信息。报警确认分为三个等级:一般事件等级,报警信息在系统界面上弹出来进行提示;一般故障等级,报警信息在系统界面上弹出来进行提示,另外加一次语音播报;严重故障等级,报警信息在系统界面上弹出提示,并且在值班人员确认前会循环播报。
3.通信报警
通信报警功能可以实时监测各电站主要设备及升压站开关、刀闸,在设备或者开关、刀闸网络终端处于离线状态时进行通信报警。升压站刀闸及开关的通信状态监控需要升压站厂家提供相关数据接口,如没有修改功能,则升级改造由升压站厂家提供。
4.历史报警查询统计
系统提供风电机组历史故障、历史数据、日志等的查询功能 (风电场),提供升压站历史SOE查询,也可以进行设备的报警统计和故障统计。
5.事件顺序记录及事故追忆
当电站控制系统满足相关事件记录对集控系统输出的要求时,集控系统能对电站内重要事件 (断路器/刀闸变位、保护动作,风电机组故障和报警,风电机组状态变化)进行顺序记录及事故追忆。
若事件顺序记录处理的信息完整,则可生成事件记录报告,以显示、打印方式输出。
集控系统可满足用户对某一历史时间段生产过程数据进行回放的要求,并支持快进、暂停等功能,便于用户进行事故分析、历史生产过程重演等,从而直观、明确地查看导致问题测点的变化情况。生产过程回放可改变以往分析事故和处理缺陷仅通过查看和打印历史曲线和参数的方式,以更加直观的图形方式全面展现机组工况,提高事故分析能力和反应速度。
2.5.3.4 功率控制功能
集中监控中心展示的电站功率控制系统关键数据,使得在集中监控中心就可以了解到电站限电情况和限电控制效果,方便区域公司统计下辖所有电站的限电情况;接收并存储电站功率控制系统收到的电网有功控制指令;接收并展示电站功率控制系统上传的调度数据,通信点表举例见表2-3;接收并展示电站功率控制系统的实际控制效果曲线。
表2-3 通信点表举例
续表
2.5.3.5 场群监控统计报表功能
1.数据查询
数据查询功能包括实时数据查询、实时数据查询、10min数据查询、历史故障查询、主故障查询、日数据查询等。
2.数据分析
数据分析功能主要包括统计分析、对比分析、报表分析几个部分。
(1)统计分析。统计分析包括故障统计、故障分类统计、10min数据统计、日数据统计、10min数据汇总、日数据汇总等。
统计分析功能主要通过对电站已经发生的故障、状态和事件数据进行统计分析和比较,帮助用户发现电站潜在的问题和规律性的运行特征,评价生产设备的运转情况和预测系统可能发生的事故。针对该机组制订更加合理的运维方案,在发生事故时能快速找到事故的原因,并找到恢复生产的最佳方法。
(2)对比分析。数据对比分析是指用户可以将电站中的任意两个量分别设定为坐标系的x 轴和y 轴,并通过坐标系显示出来,分为历史实时数据对比、10min数据对比。对比分析主要以图表形式表现。对比分析主要包括功率曲线分析、风频分析 (风电场)和历史故障分析三项内容。
1)功率曲线分析。功率曲线分析能够对电站的实际功率曲线、担保功率曲线和折算后功率曲线进行统一显示和对比,通过对功率曲线的对比分析,可以评估电站的性能和运行质量,并能够发现潜在问题。
2)风频分析 (风电场)。风频分析用以评估风电机组的风能资源状况。
3)历史故障分析。历史故障分析可以在监控中心对故障进行分类统计,通过分类统计的结果可以分析出一段时间内发生最频繁的故障和触发故障最频繁的设备。
(3)报表分析。报表分析包括定时报表,生产日报、月报、年报,自定义报表的分析。
1)定时报表。此类报表可根据业主需求按照固定的模板定时自动生成电站生产运行统计信息,包括风速 (风电场)、有效风小时数 (风电场)、发电量、平均功率、发电损失、可利用率等信息。
2)生产日报、月报、年报。此类报表主要提供主要的日生产运行统计信息,包括风速 (风电场)、有效风光小时数 (风电场、光伏电站)、发电量、平均功率、发电损失等信息。
系统会按照固定的模板自动生成该类报表。
生产统计日报包括单个电站生产统计日报;发电电量、上网电量、消耗电量、平均风速 (风电场)、平均功率等客户关心的数据。
生产统计月报包括单个电站生产统计月报;发电电量、上网电量、消耗电量、平均风速 (风电场)、平均功率等客户关心的数据。
生产统计年报包括单个电站生产统计年报;发电电量、上网电量、消耗电量、平均风速 (风电场)、平均功率等客户关心的数据统计。
3)自定义报表。此类报表主要提供升压站、电站设备、电能计量等相关数据的整合信息,具体报表样式由用户方提供,可自定义编制公式进行计算。生成周期为日、月、年等。
3.设备故障及异常分析
设备故障及异常分析包括故障查询、故障统计、故障分类统计。
(1)故障查询。故障查询可查询和导出单台或多台设备在某时间段内的故障信息、故障明细记录数据 (可跨电站查询),并可以通过单击“解决方案”按钮为每个故障添加解决方案。
(2)故障统计。故障统计查询和导出单台或多台设备在某时间段内的故障信息;可按故障 (故障描述、发生次数、故障时长、故障时长描述)或设备 (设备名称、发生次数、故障时长、故障时长描述)进行统计,并且还可以通过双击故障描述或设备名称查询相应的设备名称、故障描述、发生次数、故障时长、故障时长描述等信息。
(3)故障分类统计。故障分类统计可查询和导出单台或多台设备在某时间段内的所有故障分类信息;可按分类 (故障分类、发生次数、故障时长、故障时长描述)或设备 (设备名称、发生次数、故障时长、故障时长描述)进行统计,并且还可以通过双击故障描述或设备名称查询相应的设备名称、故障描述、发生次数、故障时长、故障时长描述等信息。