论文题目：无人值守风电场区域远程监控系统设计与实现
摘要：随着国家对风力发电长期的投资与建设,目前我国的风力发电已经具有了相当可观的规模。我国地域辽阔,风能资源主要分布在海上和一些人烟稀少的偏远地区,随着我国风电技术的发展,人力物力的投入,在这些地区工作的人员必然会面临环境艰苦等问题。另外,由于风电场建设比较分散,各个风电场独立运维,势必会增加企业的人力和物资的投入,使得企业运维成本增高。从提高人工效率、减员增效的角度出发,打造无人或少人值守的风电场势在必行。智能化、无人化的模式是我国风电发展的新趋势,我国很多地方的风电场在将来也会实现无人值守。从另一方面来看,对于同一区域多个风电场,为了进一步将运检人员、检修设备复用,实现快速、准确消除现场缺陷,客观上需要设立合适的区值守站点,即将同一县市内若干个风电场控制系统迁移至某个地理条件优越的风电场,实现区域化运检管理,达到某些风电场无人值守的目的。本文主要从风电场的电力调度电话的传输、视频监控方案的实现、电子围栏和火灾报警系统的迁移、远程抄表以及风功率预测系统、风机监控系统、AGC（自动发电控制）系统、SVG（无功补偿）系统和电气后台监控系统等系统的迁移为切入点研究风电场的无人值守方案设计及实施办法。通讯网络是事关场站无人值守改造成败的基础与关键。本文综合考虑各个业务的实际情况,设计出了搭建网络的总体方案,在两个风电场之间建立了两条VPN（虚拟专用网络）链路,并采用子接口技术、划分多个逻辑网段等技术手段搭建了多业务以太网。在此基础上进行了各个业务的迁移,并探讨搭建的多业务通讯网络如何满足电力系统安全防护的要求。在搭建好的多业务以太网的基础上,不改变原有的调度电话,将调度电话分接信号通过网络传输到远端风电场内,实现了调度电话的“网络化”传输,达到了调度通讯功能;设计并完成了风电场远程抄表系统,编写了抄表程序,搭建了监控画面,利用PLC采集九块电能表的读数,将串口信号经过协议转换后通过网络实时显示在监控画面上,并能自动生成报表和历史报表查询等,工作人员不需再进行人工抄表;设计并完成了火灾报警和电子围栏信号的远端采集系统,将电子围栏、火灾报警的动作、告警结点传输至中控室内进行监控;实现了视频监控系统的远程监控、远程操作、调整摄像头监控角度等功能,配合火灾报警、电子围栏系统工作;在保证风电场的其他重要的系统功能和操作方式不变的基础上,对其进行迁移。通过本人设计的这一套风电场的区域监控系统实现了风电场的无人值守,将一个风电场的业务迁移另一个条件较好的风电场,并保证原有系统功能和操作方式不变。实现两个风电场的区域化运检管理,达到减员增效的目的。
关键词：风电场;无人值守;集中监控;多业务以太网;减员增效
学科专业：工程硕士（专业学位）
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究的主要内容
第2章 系统设计总方案
2.1 布尔津风电一场现状
2.2 系统的功能需求
2.3 总体设计方案
2.4 本章小结
第3章 多网段的综合业务通讯网络设计与实现
3.1 链路方案的确定
3.1.1 链路的选择
3.1.2 风电场综合业务网络流量分析与方案的确定
3.2 搭建多业务以太网
3.2.1 风电一场侧各业务的统计与需求分析
3.2.2 虚拟专用网(VPN)
3.2.3 虚拟局域网(VLAN)
3.2.4 搭建多业务以太网
3.3 电力系统二次安全防护
3.3.1 电力系统二次安全防护的必要性
3.3.2 电力系统二次安全防护的设计与实现
3.4 本章小结
第4章 基于以太网的电力调度电话“网络化”传输方案设计与实现
4.1 调度电话的业务需求
4.2 以太网电话机的优点
4.3 设备的选型及其安装调试
4.4 后期的问题与处理
4.5 本章小结
第5章 风电远程集控应用中的安防监控系统及电能量采集设计与实现
5.1 电能量采集
5.1.1 风电一场电能量采集的需求分析
5.1.2 电能表通讯协议
5.1.3 PLC与电能表的通讯
5.1.4 远端计算机与PLC的通讯
5.1.5 软件实现
5.2 电子围栏和火灾报警
5.3 监控系统的搭建
5.4 视频
5.4.1 概述
5.4.2 实施
5.5 本章小结
第6章 风功率预测系统、风机监控系统、AGC系统、SVG系统和电气后台监控系统的迁移
6.1 系统迁移方案设计
6.2 系统迁移的实现
6.2.1 SVG系统
6.2.2 风功率预测系统
6.2.3 风机监控系统和AGC系统
6.2.4 电气后台监控系统
6.3 各业务主机整合与网络安全主机安全加固
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢