基于MMS的风电设备信息模型获取方法

风电机组与数据采集与监控(SCADA)系统之间数据不兼容将影响风电场的扩容和技术升级,需构建统一的数据模型.以一种基于IEC 61400-25协议和制造报文规范(MMS)通信协议的风电场通信软件开发为背景,介绍了风电场SCADA系统中对风电设备信息模型的获取方法.设计了风电场通信软件的体系结构和交互流程,构建了IEC 61400-25协议的风电机组信息模型,从业务逻辑控制模式、抽象通信服务接口(ACSI)服务到MMS服务的映射以及MMS报文生成等3个方面,阐述了风电设备信息模型在SCADA系统中重构的实现方法.     

基于面向对象建模的风电场监控系统的研究与开发

对国内外风电场监控系统的历史与现状进行了分析,从面向对象的角度介绍了基于IEC61400-25标准风电场信息模型与信息交换模型的原理与方法,比较了标准所支持的5种通信协议。针对已投运的某实际风电场智能化改造的需求,选用制造报文协议(manufacturing message specification,MMS)作为通信映射协议,对风电机组及风电场智能电子设备(intelligent electronic device,IED)进行信息化建模,并讨论了建模过程中的关键细节与具体配置方法。提出了加装通信协议转换器的方法,着重介绍了通信协议转换器内实现不同报文转换和地址映射的过程和配置文件的配置方法,实现了2个制造商3种不同机型间的协调通信,并说明了含有通信协议转换器的风电场监控系统的结构框架,为未来针对已投运风电场的智能化改造问题提供了一种过渡方案,在IEC61400-25标准的推广和应用方面具有实际意义。     

风电场监控通信安全解决方案

根据风电场监控通信标准IEC 61400-25提出的安全需求,深入分析了风电场监控通信过程的安全性,明确了访问控制和通信安全的重要性。依照电力系统数据和通信安全标准IEC 62351-3设计了基于角色的访问控制（RBAC）组件以实现授权和访问控制,采用开放源码MatrixSSL构建传输层安全协议（TLS）通信安全组件以满足数据交换过程的机密性、完整性及身份认证等。最后构建了集成访问控制组件和通信安全组件的代理机制模型,并以其在风电机组控制器中的应用为例阐明安全代理机制的具体实现。该解决方案遵循IEC 61400-25标准的信息模型和信息交换模型,紧密结合风电机组嵌入式环境的特点,符合IEC 62351标准,满足风电场中监控通信的安全需求。     

风电场监控软件集成服务模型设计与应用

大型风电场中的风电机组和监控系统一般由多个厂商提供,相互兼容困难,难以进行统一维护与管理。遵循IEC61400-25标准的信息模型、信息交换模型及对Web Services的映射方法,设计了基于Web Services的风电场监控软件集成服务模型,讨论了基于该模型的多个异构风电机组与服务端互联互通的问题,给出了风电机组标准服务接口的定义方法和安全通信机制。通过对该模型的工程实现与应用分析,论证了所做工作对风电机组的统一监控和集成管理等问题的解决具有现实意义与应用价值。     

风电场中央监控及远程监测系统的研究与设计

研究国内风电场监控及远程监测系统的实际情况和存在问题,为风电场中央监控及远程监测系统的开发和建设提供指导。采用风电场的IEC61400-25标准进行系统建模,利用VS.NET开发工具,进行风电场中央监控及远程监测系统设计开发。从风电场的通信组网模式、风电场中央监控及远程监测系统的系统拓扑构到风电场监控系统的功能需求、数据分析统计功能,提供了一套完整的解决方案。风电场中央监控及远程监测系统需要像电网监控系统一样系统化、规范化、行业化。     

大规模风电场监控智能通信管理终端

介绍了内蒙古西部电网调度中心用于大规模风电场信息采集和监控的FR1智能通信管理终端的相关技术和功能.FR1基于OPC接口与风电场本地监控系统通信,完成风电数据采集任务,使用扩展IEC 60870-5-102规约,通过调度数据网络或专线通道将风电场历史数据和实时数据上传到内蒙古西部电网调度中心.调度中心可以通过FR1向风电场下发功率控制和电压控制设点值,在线控制风电场有功功率和升压站母线电压.     

风电远程监测与诊断系统数据通信研究

在遵循IEC 61400-25标准的基础上,对风电机组远程监测与故障诊断系统数据通信进行研究。结合VC++的Socket技术,采用Client/Server模式和多线程机制,建立网络通信系统,实现远程监测系统中实时数据交换与静态配置文件的传输;利用SQL Server建立数据库,保存风电机组运行的各种实时参数和信号;解析WPPCL文档并用树型控件显示WPPCL文档的层次型结构;采用基于Web的SSL VPN安全传输技术实现风电场本地监控室到远程监控诊断中心数据通信的机密性、完整性,完善了远程监测与故障诊断的通信系统。     

基于Web Services的风电场网络化监测和控制

为实现风电场中多个厂商不兼容设备的统一维护与管理,IEC61400-25标准详细描述了风电场信息模型、信息交换模型以及向不同协议映射方法。Web Service是该标准中提出的能够完善支持模型功能的方法,其具有适合分布式环境,支持不同平台等十分适合风电场的特点。在IEC61400-25标准的基础上详细描述了一种风电场通信结构,并基于Web Services建立了风电场风机的信息模型和信息交换模型并实现基本的风电场设备的监测和控制。     

风力发电厂监控通信原理及模型——IEC 61400-25标准介绍

风力发电厂是一种分布式能源系统,需要设备与设备之间以及设备与电网之间有良好的配合。国际电工委员会最近制定了IEC 61400-25系列标准,该标准是IEC 61850标准的延伸,专门面向风电厂的监控通信。本文在概要介绍IEC 61400-25标准体系结构的基础上,重点介绍了风电厂监控系统通信原理、建模方法、信息模型和信息交换模型,并说明了如何把信息映射到特定的工业通信协议上的方法。     

面向场站风储联合发电系统状态CIM描述模型

IEC 61970系列标准中定义的公共信息模型(common information model,CIM)及模型内部的包、类未包括风电领域的相关内容,具有一定的局限性。为此,总结了关于风电场建模标准IEC 61400-25规约的基本内容,建立了面向风电场站的风储联合发电系统状态CIM描述模型,描述类、属性及其相互关系。该模型包括风力机系统、储能系统和风功率预测系统三大模块,并在Rational Rose平台下进行了模型的搭建和双向工程等应用。     

数字化技术在大唐卓资风电场的应用

为了解决当前大型风电场中不同厂家风机监控无法兼容,风机监控与升压站监控无法统一通信等导致的风电场运行、管理和维护问题,在借鉴数字化变电站技术应用经验的基础上,一种以IEC 61850和IEC6 1400-25标准为基础的数字化风电场技术解决方案被提了出来,研究了方案的技术特点、系统结构和功能组成。方案在大唐国际内蒙古卓资风电场(88 MW)应用,成功实现了卓资风场集全风场各型风机监控、升压站监控及风场自动发电控制、发电功率优化功能于一体的新型数字化风电场综合自动化监控系统。卓资工程新系统投运后效果良好,达到了系统设计的目标和要求,极大地提高所在风电场的自动化运行水平。     

基于IEC 61400-25的风电场风力发电机组配置

借鉴变电站配置描述语言(SCL)在变电站工程配置中的成功应用经验,综合风电场本身的特殊性,通过对可扩展置标语言(XML)、IEC 61400-25风电场模型、数据库等技术的研究,设计了一个基于IEC 61400-25的风力发电机组配置工具,包括用户配置界面模决、XML文档解析模块、树形控件与风电场配置描述语言(WPPCI.)文档互导模块、WPPCL文档生成模块和设备数据存储模决,提出在风电场各需要配置的设备之间传送标准化配置文件的方法,实现风力发电机组的统一配置.     

考虑风资源影响的风电场电压波动和闪变评估

风电并网后引起的电压波动和闪变水平可能超出国家有关标准,造成严重的电能质量问题,因此,在风电并网之前需对这两者进行评估。采用了一种新的评估方法。区别于国际电工标准(IEC61400-21)中电压波动与闪变的评估,此方法考虑了风电场的风资源情况对这2个指标的影响。对风电场在不同出力下由阵风引起系统的电压波动进行计算,并用IEC闪变仪计算短时间闪变值Pst。用所提方法和IEC标准对我国某一新建的风电场进行评估。结果表明,所提方法不仅能有效地进行电压波动与闪变评估,而且能更好地考虑风速变化对风电场带来的潜在影响。     

风电场在公共连接点的闪变

依据并网风电机组电能质量的国际电工标准IEC61400-21规定,基于单台风力发电机组连续运行和切换运行的闪变计算,分析了风电场在公共连接点处的闪变值计算方法,推导出同种机型组成的风电场容量的计算方法。以1.5 MW双馈机组为示例风机组成风电场,取3台机组的实测闪变系数平均值为正常范围的计算依据,计算了不同系统短路容量下风电场允许安装的风机台数。以国家标准GB12326-2000对电压波动和闪变的规定为参考限值,对闪变超标的单台机组,以及闪变值符合电能要求的单台机组进行了对比分析,绘出系统短路容量、闪变系数及风电场容量的关系曲线。结果表明风电场内的单台机组闪变系数在正常范围内,即使公共连接点处的短路容量较小,闪变也不会成为风电场容量的限制因素。单台机组的闪变系数接近限定值,机组的闪变值及系统短路容量的大小都是限制风电场容量的主要因素。     

定速和变速风电机组闪变成因的对比分析

风力发电机组的并网运行对当地电网的电能质量有不良影响。依据并网风电机组电能质量的国际电工标准IEC61400-21,讨论定速、变速两种典型机型的闪变成因,总结影响风电机组电压波动和闪变的主要因素。通过两种机型对电能质量影响的对比分析,总结变速机型的控制机理和运行特点与闪变的关系,综述风电场闪变特性的研究成果。     

海上风电机组抗台风技术研究

台风严重制约着海上风电发展。通过台风影响风机的空气动力学分析,计算作用于叶片、塔筒及风电机组整体风荷载,剖析其强度承载能力。结合IEC 61400和GB/T 31519-2015、GB/T 18451.1-2012等设计标准要求,对风机制造各主要部件成本及现有抗台风手段进行分析,提出调整风机叶片材料强度、增加伸缩式叶片定位机械臂来固定风机叶片、将风机塔筒中部固定螺栓连接改为上部塔筒可下沉式折叠结构以及调整海上风机抗台风控制策略等多项措施增强海上风电机组抗台风能力,以期实现海上风电机组成本低、工程实用性强、抗台风效果显著。