风机监控系统网络方案

▌项目描述

风电作为无污染的新电源形式近年来得到了迅速的发展。由于风力发电的本身条件限制，风力发电机一般工作于恶劣的环境下，在无人值守的情况下长年运行，因而要保证对其进行实时、可靠的控制。

在大型风力发电场，通常需要对几十台或上百台风力发电机进行集群监视和控制，这就要求采用先进的控制技术和通信手段。

在电力系统中，视频与数据采集(SCADA)系统应用较为广泛，技术发展也较为成熟。

SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及事故报警等功能。

在风力发电系统中应用SCADA，可以保证系统的信息完整，正确掌握风电系统的运行状态，帮助快速诊断系统故障，提高生产效率 。

风电场SCADA 系统能对风电机功能进行现场或远程控制，并通过收集风电场的数据，分析和报告风电机的运行情况。

▌方案说明

● 风机塔下环境

在每个风机塔底需要安装一台网管型交换机设备，其中通过以太网和现场的PLC，仪表、网络摄像头以及网络对讲机等其他网络设备连接组成局域网，其中光纤7口和8口用于组成冗余光纤环网，光纤9口用于和塔上机舱内的非网管交换机设备连接。

● 风机机舱环境

每个风机机舱内安装一台非网管交换机，其中光口用于和风机塔底交换机连接。其中网口连接机舱内部仪表、摄像头等其他网络设备。

● 中心监控室

中心监控主站通过光纤与中心交换机的光纤口9连接，接入到整个风机的内部工业以太网，及时了解整个风机各个站点运行情况。

网络拓扑图：

▌系统功能

● 数据采集

系统远程控制站可提取PLC采集到的数据，包括风速、风向及与此相关的空气压力、空气温度和空气湿度，轴转速，系统运行时间和其他相关数据，并保存历史。

● 图形界面

系统对采集到的数据进行实时显示。显示方式有图形界面，曲线．报表，数字值等形式，界面直观，操作简单，不同机组采用树形导航切换。图形界面在控制站和中心服务器间均可以实现。

● 报警系统

系统能够及时显示风电机组运行过程中发生的故障，包括故障前的预警，系统可显示故障的发生时间及故障类型，通过声音、图像以及短信邮件等形式快速反馈到管理人员，以便及时处理及消除故障，保证风电机组的安全和持续运行。

● 故障处理

系统提供故障处理机制，通过预先设置处理办法，解决一些容易出现的常规问题，例如当电压**标的情况下，系统自动开启变压装置，当调节到正常值后，变压装置自动关闭。在显示故障时，能显示出故障的类型及发生时间，并提供多种的提示方式。

● 设备管理

系统除了可以对各个风电机组的运行状态进行数据显示，还可以对设备进行操作，如开停机组、手/自动控制以及大/小发电机工作等情况，通过各个风电机组的状态了解整个风电场的运行情况。

▌方案价值

◆ 该组网方案使用了环网方案大大提高了网络的弹性，任何故障点出现对目前网络不会造成任何影响。同时每个环网相互独立、互不影响。

◆ 环网交换机具备链路自愈自恢复特性，保证远程设备维护系统数据传输的稳定性。

◆ 环型网络布线方便同时环网交换机具备快速组网、灵活组网、便于维护等特性。使得易用性更强。

◆ 环网协议，即插即用，自动组网；完全分布式，不惧主控节点失效，全网恢复时间＜50ms ，能够组建相交环、相切环等多种复杂环网结构。