风电机组集群监控系统方案

一、系统需求

风力发电场对网络设备的需求：

1、风电应用环境恶劣，昼夜温差大，风沙严重，要求工作温度：-40～75℃存储温度：-45～85℃，存储湿度：0%～95%，无凝结。

2、电磁环境恶劣，需要工业交换机具有较强的抗电磁干扰能力、长时间的平均无故障时间。

3、为了保障通信的可靠性，要求建立冗余的环网，具有快速自愈功能。通信网络出故障时，能够自动平滑的切换到冗余备份线路。

4、为了保证远程监控的数据的安全性，交换机需要有全面的`网络安全设置。

二、网络设计方案

风电机组监控系统具有对风电机组自动启动、停机、平稳并网、双速切换、自动对风、数据检测和处理、故障记录及自动保护等就地控制功能，同时具有在中央监控室对分散运行在风电场上的各风电机组运行状态的实时显示、运行数据的统计处理、运行故障记录报警、风速－功率特性曲线的测量、开机、停机、左右偏航、修改风电机组运行参数等远程监控功能。由三部分组成：就地控制部分、中央集控部分、通信部分。根据不同风机的应用网络通信分为两部分：风机内部控制通信部分、风机与风机间或风机与控制中心的网络通信部分。

根据风电行业即有其普遍性也有其特殊性，我们在组网方案中主要考虑以下几个方面：

1、系统设计充分考虑多个业务子系统的系统特点，技术上遵循先进性、实用性与成熟可靠性并重的原则，形成一整套功能齐全的组网解决方案。

2、能够满足风电场苛刻的物理环境，温度、防尘、电磁兼容性等要求

3、因网络规模庞大，组网方案采用清晰的多层结构，从最根本的网络结构设计上简化网络的维护及管理，实现故障点的快速分离及明确，确保系统的稳定运行。

4、组网方案自身必须具备一定的故障排除及快速自愈功能，能够针对设备故障、链路故障进行自我诊断及快速排除，并实时报警。

5、对网络进行人工维护、扩容、或故障修复时应该做到影响最小化，做到维护及扩容对系统运行无影响；故障修复只对相关网络设备的连接终端有一定的影响。

6、网络设备选择采用具备高实时性和稳定性的工业级设备

7、组网方案必须具备兼容性，能够无缝连接不同厂商的网络设备，具备高性价比。

8、考虑到工业现场对实时性要求，采用的是环网设计理念，避免单条链路故障对网络的影响。

三、风机内部控制通信部分

主要是指风机机舱与塔基之间设备的通信，负责监控以下数据：1、电力参数包括电网三相电压、发电机输出的三相电流、电网频率、发电机功率因数等；2、风力参数：风速、风向；3、风力发电机组状态参数：发电机转速和风轮转速、温度（发电机、控制器、轴承、增速器油温等）、电缆扭转、机械刹车状况、机舱振动、油位；4、反馈信号：回收叶间扰流器、松开机械刹车、松开偏航制动器、发电机脱网及脱网后转速降落信号等。