3.2.1 数据接入标准

3.2.1 数据接入标准

数据接入是源、网、荷端中的源端,源端数据根据物联网平台数据接入功能通过数据采集设备实现接入。电站设备数据通过通信管理机 (风电机组、光伏组件等)和远动装置 (升压站、电表、AGC/AVC等)接入并发送主站采集网关,主站采集网关将数据汇总后发送给主站前置。数据接入要求对各类设备接入的数据点表、接口类型、数据刷新频率、数据点名的命名规范做标准化约定,旨在通过数据标准接口规范数据接入,保证数据的高质量和高可用性以及上端应用和服务功能的完整性。

3.2.1.1 升压站数据接入

1.接口类型

升压站数据从变电站远动网关机 (或总控)设备接入,支持10M/100M 网口通信。

2.协议类型

升压站监控数据遵循IEC 60870-5-104规约。

3.数据传输和刷新要求

(1)数据刷新周期小于3s,死区不大于3‰。

(2)遥测量变化越死区传送时间不大于4s。

(3)遥信变位传送时间不大于2s。

(4)遥控/遥调命令传送时间不大于3s。

4.数据范围及要求

(1)开放系统所有的监测点和测控点,包括遥信点、遥测点、遥控点、遥调点、遥脉点。

1)遥信点:应提供遥信点号、遥信隶属设备、遥信点描述、遥信类型标识、遥信告警等级等。重要变位遥信应支持SOE 信号。遥信点应包括所有一次设备的位置状态 (断路器、隔离刀闸、接地刀闸等的位置)、二次设备的位置状态 (保护软压板、重合闸软压板、备自投软压板、测控就地/远方切换把手等的位置)、设备动作信息 (断路器机构动作信号、间隔事故信号、事故总信号灯状态)、设备告警信息等。

2)遥测点:应提供遥测点号、遥测隶属设备、遥测点描述、遥测类型标识以及遥测量的系数、单位、上下限等;遥测点应包括线路的有功功率、无功功率、电流、电压;变电压各侧有功功率、无功功率、电流、挡位;母联或旁路的有功功率、无功功率、电流;电容器和电抗器的无功功率、电流;变压器、电抗器的温度;站内交直流电源电压、电流;母线电压、频率;中性点电压、消弧线圈位移电压、零序电压等。线路、主变压器等一次设备的有功功率和无功功率参考方向以母线为参照对象,送出母线为正值,反之为负值。电容器、电抗器的无功功率参考方向以该一次设备为参照对象,送出该一次设备为正值,反之为负值。

3)遥控点:应提供遥控点号、遥控调度编号、遥控点描述、遥控类型标识、遥控模式等所有可控开关需要开放的遥控点信息。遥控点描述与馈线名称对应,描述应清晰;点表信息应包括断路器、刀闸分合闸情况,电容器、电抗器投切情况,软压板投退情况等。

4)遥调点:应提供主变压器挡位调节、功率调节信息。挡位调节中“升挡”和“降挡”共用1个遥控点,“急停”单独设置遥控点,应分别提供这些遥控点序号。

5)遥脉点:应提供升压站所有电能计量表的数据,至少包括集电线路电能表、主变高低压侧电能表、关口电能表,同时需提供遥脉点号,遥脉类型标识,遥脉量的系数、单位,遥脉点描述应与馈线名称对应,描述清晰。

(2)开放五防系统数据,应提供站内五防电气接线图、五防逻辑规则。若存在第三方独立五防,应提供第三方独立五防系统的外部通信接口和通信规约,便于五防系统可以与集控系统对接实现相应功能。

(3)开放远动装置与站内二次装置的通信链路状态,如“远动装置与××线保护装置通信异常”“远动装置与××线测控装置通信异常”等信息。

3.2.1.2 发电设备数据接入

1.协议类型

发电设备接入应遵循的协议为IEC60870-5-104规约、Modbus-TCP协议。

2.数据刷新频率

数据刷新周期小于3s。

3.数据范围及要求

发电设备包括风电机组、逆变器、汇流箱等,需开放所有设备采集到的数据,主要有以下要求:

(1)风电机组。

1)开放风电机组运行数据,包括所有开关量、模拟量、控制量、告警量、故障量、遥脉量。

2)遥测、遥信点表需对开关量和模拟量进行归类。描述哪些点属于哪些系统,例如齿轮箱油温需备注属于齿轮箱。

3)开放风电机组状态信号,包括待机、并网、故障、检修、停机等所有风电机组状态。

4)开放风电机组控制信号,包括但不限于风电机组的启动、停止、复位、左偏航、右偏航、偏航停止、功率控制等常用控制信号。

5)开放风电机组状态信号,包括限电标志位、风电机组无通信标志位、理论有功功率。

6)开放风电机组告警信号,需要提供告警信号点表,此处的告警是风电机组不停机的告警或预警信号。

7)开放故障信号,需要提供风电机组完整的故障列表。

8)开放风电机组的其他运行信息,例如运行时间、发电小时数等。

(2)光伏设备。

1)开放汇流箱运行数据、逆变器运行数据、箱式变压器运行数据,包括所有开关量、模拟量、控制量、告警量、遥脉量。

2)开放逆变器状态信号,包括待机、并网、故障、无通信等所有状态。

3)开放逆变器控制功能,包括但不限于逆变器的启动、停机、复位、功率控制等常用控制功能。

4)开放逆变器告警信号。

5)开放故障信号,需提供完整的故障列表。

6)开放其他运行信息,例如运行时间、发电小时数等。

3.2.1.3 箱式变压器数据接入

1.协议类型

箱式变压器数据接入应遵循的协议为IEC60870-5-104规约、Modbus-TCP协议。

2.数据刷新频率

数据刷新周期小于3s。

3.数据范围及要求

箱式变压器开放所有设备采集到的数据,主要有以下要求:

1)开放遥信量、遥测量、遥控量、告警信号。

2)开放高电压侧的遥测、遥信量、告警信号以及高低压侧的控制功能。

3.2.1.4 自动发电控制(AGC) 系统数据接入

1.协议类型

AGC系统数据接入应遵循的协议为IEC 60870-5-104 规约、Modbus-TCP协议。

2.数据刷新频率

数据刷新周期小于1s,死区不大于3‰ 。

3.数据范围及要求

AGC系统需开放所有设备采集到的数据,主要有以下要求:

1)开放遥信量、遥测量、遥控量、告警信号。

2)开放AGC系统收到的电网有功控制指令。

3)开放AGC系统上传的调度数据。

4)开放AGC系统实际控制效果曲线数据。

5)开放AGC系统有功功率、无功功率、频率、电压等相关数据。

6)开放AGC系统投切标志位。

7)开放AGC系统对清洁能源大数据创新平台的控制接口。

8)开放单台机组和全场的限电损失电量。

3.2.1.5 AVC系统数据接入

1.协议类型

AVC系统数据接入应遵循的协议为IEC 60870-5-104 规约、Modbus-TCP协议。

2.数据刷新频率

数据刷新周期小于1s,死区不大于3‰。

3.数据范围及要求

AVC需开放所有设备采集到的数据点,主要有以下要求:

1)开放遥信量、遥测量、遥控量、告警信号。

2)开放AVC系统收到的电网有功控制指令。

3)开放AVC系统上传的调度数据。

4)开放AVC系统实际控制效果曲线数据。

5)开放AVC系统有功功率、无功功率、频率、电压、电流等相关数据。

6)开放AVC系统投切标志位。

7)开放AVC系统对清洁能源大数据创新平台的控制接口。

3.2.1.6 测风塔、 环境监测仪数据接入

1.协议类型

测风塔、环境监测仪数据接入应遵循的协议为IEC 60870-5-104规约、Modbus-TCP协议。

2.数据刷新频率

数据刷新周期小于3s。

3.数据范围及要求

需开放所有设备采集到的数据,主要有以下要求:

(1)测风塔。

1)开放各层风速和风向、10m 温度、10m 气压、10m 湿度等资源数据。

2)开放数据采用的Modbus-TCP协议。

(2)环境监测仪。

1)开放光辐照度、环境温度、相对湿度、风速、风向、气压等。

2)开放数据采用的Modbus-TCP协议。

3.2.1.7 功率预测系统数据接入

1.协议类型

功率预测系统数据接入应遵循的协议为IEC-102 规约、安全文件传送协议(secret file transfer protocol,SFTP)。

2.数据刷新频率

超短期数据刷新周期小于15min,短期数据每天刷新2次。

3.数据范围及要求

开放数据包括短期和超短期功率预测文件。

3.2.1.8 数据接入方式

数据应用的基础是完成数据的采集,在数据采集过程中要严格按照电力安全规程要求接入,数据采集的网络带宽和采集规约分别如下:

1.数据接入带宽

根据管控中心数据分析得出,每1万点数据所占用的带宽大约为0.21Mbit/s,因此每个电站传输的数据点需在5万点以内。

以200MW 风电场为例,共有132台1.5MW 风电机组,以每台风电机组平均300个数据点为标准,升压站平均7000点,合计4.66万点。因此一个200MW 的风电场建议使用电场现有的2MW 专线,超过200MW 的风电场建议新增专线。风电场数据采集点预测表见表3-1。

表3-1 风电场数据采集点预测表

以50MW 光伏电站为例,共有90台500KW 逆变器,每台逆变器74个点,1980年汇流箱,每个汇流箱22个点为准,升压站平均7000点,合计约5.7万点。因此一个50MW 的光伏电站建议使用电站现有的2MW 专线,超过50MW 的光伏电站建议新增专线。光伏电站数据采集点预测表见表3-2。

表3-2 光伏电站数据采集点预测表

2.丰富的协议适配库

采集层面能够适配多种协议集,支持IEC 61850规约、Modbus、OPC 等多种协议集,能够通过简单配置支持采集风电机组、光伏、水电、升压站等不同类型电站的数据。协议集管理平台能够同时并行采集多条链路的数据。

协议适配器能够支持多服务端的组播、对点传输,能够对数据质量进行初步筛查、修正、抽取。数据采集后,同时支持数据的报文加密等安全功能。