風電機組叢集監控系統方案

一、系統需求

風力發電場對網路裝置的需求：

1、風電應用環境惡劣，晝夜溫差大，風沙嚴重，要求工作溫度：-40～75℃儲存溫度：-45～85℃，儲存溼度：0%～95%，無凝結。

2、電磁環境惡劣，需要工業交換機具有較強的抗電磁干擾能力、長時間的平均無故障時間。

3、為了保障通訊的可靠性，要求建立冗餘的環網，具有快速自愈功能。通訊網路出故障時，能夠自動平滑的切換到冗餘備份線路。

4、為了保證遠端監控的資料的安全性，交換機需要有全面的`網路安全設定。

二、網路設計方案

風電機組監控系統具有對風電機組自動啟動、停機、平穩併網、雙速切換、自動對風、資料檢測和處理、故障記錄及自動保護等就地控制功能，同時具有在中央監控室對分散執行在風電場上的各風電機組執行狀態的實時顯示、執行資料的統計處理、執行故障記錄報警、風速－功率特性曲線的測量、開機、停機、左右偏航、修改風電機組執行引數等遠端監控功能。由三部分組成：就地控制部分、中央集控部分、通訊部分。根據不同風機的應用網路通訊分為兩部分：風機內部控制通訊部分、風機與風機間或風機與控制中心的網路通訊部分。

根據風電行業即有其普遍性也有其特殊性，我們在組網方案中主要考慮以下幾個方面：

1、系統設計充分考慮多個業務子系統的系統特點，技術上遵循先進性、實用性與成熟可靠性並重的原則，形成一整套功能齊全的組網解決方案。

2、能夠滿足風電場苛刻的物理環境，溫度、防塵、電磁相容性等要求

3、因網路規模龐大，組網方案採用清晰的多層結構，從最根本的網路結構設計上簡化網路的維護及管理，實現故障點的快速分離及明確，確保系統的穩定執行。

4、組網方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能，能夠針對裝置故障、鏈路故障進行自我診斷及快速排除，並實時報警。

5、對網路進行人工維護、擴容、或故障修復時應該做到影響最小化，做到維護及擴容對系統執行無影響；故障修復只對相關網路裝置的連線終端有一定的影響。

6、網路裝置選擇採用具備高實時性和穩定性的工業級裝置

7、組網方案必須具備相容性，能夠無縫連線不同廠商的網路裝置，具備高性價比。

8、考慮到工業現場對實時性要求，採用的是環網設計理念，避免單條鏈路故障對網路的影響。

三、風機內部控制通訊部分

主要是指風機機艙與塔基之間裝置的通訊，負責監控以下資料：1、電力引數包括電網三相電壓、發電機輸出的三相電流、電網頻率、發電機功率因數等；2、風力引數：風速、風向；3、風力發電機組狀態引數：發電機轉速和風輪轉速、溫度（發電機、控制器、軸承、增速器油溫等）、電纜扭轉、機械剎車狀況、機艙振動、油位；4、反饋訊號：回收葉間擾流器、鬆開機械剎車、鬆開偏航制動器、發電機脫網及脫網後轉速降落訊號等。