（国核电力规划设计研究院有限公司 100095）
摘要：风力发电厂在管控过程中需要依托于智能化的集控中心，而大数据技术、物联网技术以及人工智能技术的出现则为其管理活动提供了强大的支撑。在上述技术的综合应用下，可以构建风力发电集控中心信息化管理平台，实现对风力发电系统的集成化管控。本文将依托于时代的信息化发展要求，系统论述如何加强风力发电集控中心的信息化建设。
关键词：风力发电集控中心；信息化建设；系统优化
在我国能源需求不断增加的社会背景下，风力发电项目不断发展，风力发电厂的建设规模不断扩大。不同分布区域的风电场功能不同、规模不同，发电机组数量也存在差异。在上述因素的影响下，每个风电厂都有自己的管理系统，依托于先进的科学技术，这些监控系统都将逐渐走向自动化和智能化。集控中心作为集成多种信息技术的控制系统，能够对风电厂进行统一、高效的管理。
1 风力发电集控中心的信息化技术
1.1 数据挖掘技术
对于风电系统信息化建设作业来讲，数据挖掘是收集和寻找数据的重要过程，其数据信息来源是数据库，数据挖掘技术能够从数据库中获取有潜力、有价值的最新信息。集控系统操作人员必须充分利用数据挖掘技术和数据分布规律挖掘深层次的数据资源，准确预测和分析可能会出现的问题，并制定相应的解决策略。与此同时，风电系统维护工作人员需要根据数据挖掘技术所指定的范围做好数据网络和相关设备的重点监管工作。另外，数据挖掘技术能准确探索电力系统的运行规律，自动设置安全参数，从而使风电设备处于安全运行状态，有效提高风力发电效率，降低发电成本和设备维修成本。
1.2 指纹识别技术
大部分风电厂都会面临无人值班的情况，因而需要加强无人值班状态下系统运行的安全性。由于很多风电场是由集控中心全面监管，其风机设备的启停都由远程集控中心操作实现，导致这种远程操控次数频繁。目前集控中心的监控系统采用的身份核对方式多为用户名与密码的方式，这种方式增加了身份确认步骤的复杂性，且安全系数不高，密码容易泄露，使得集控中心监控系统存在较多漏洞。而采用指纹识别技术则可以有效弥补上述缺陷，指纹作为一个人独有的身份特征，存在着不可复制性。通过现代科技手段，对指纹进行录入，并对指纹信息进行识别，实现身份的精准比对，以有效避免发生非工作人员进入集控中心监控系统的可能性。
1.3 信息安全技术
在风电系统的集控中心，储存着大量电力部门的生产运行信息，这就对系统信息的安全性提出了更高要求。对于集控中心的信息传输，需要达到电力二次安全防护规定的要求，保证子系统处于安全分区状态，同时设置安全硬件防火墙，与网络实现安全隔离。系统之间的接口要保持一致，严格遵从接口规范。在保障系统数据正常传输的条件下，数据具有高度的稳定性。系统之间的数据交换，需要通过综合数据平台实现，有效避免系统间信息的交叉型，降低风险。同时，对用户的权限进行限制，强化身份验证。集控中心在与外部进行数据交换的时候，要避免系统受到攻击，加强对外部系统安全性的审核，避免病毒感染或网络攻击。
2 风力发电集控中心的信息化建设路径
2.1 提高集控中心的开放性与可扩展性
系统应采用开放式结构，可提供冗余的、支持分布式处理环境的网络系统。集控中心需建设系统集成度、数据整合度高统一的开放数据平台，提供数据采集、数据处理、数据存储、数据访问、数据发布、安全管理等基础功能，集控系统可支持不同厂商、不同型号风机、变电站等设备的监视和控制，以及多种标准的外部访问接口，能够方便地与其他系统实现对接。系统各项功能在同一平台内实现对各场站的实时监控，提供统一的监视画面和控制操作。
系统需要从两个方面确保系统平台的可扩展性。一是系统平台需要能支持新能源业务的快速扩张，能快速支持实现原有场站的容量扩展（包括接入新的设备类型）、新增场站及原有设备的技术改造后的平台接入。二是系统平台需要能支持未来新能源业务管理需求的扩展，系统的规划设计和工程实施考虑到将来增加和调整更多子系统模块的需要，满足不断演进的管理需要，同时在系统调整时充分保证历史数据的连续性。
2.2 基于Web服务器优化传输链路
风力发电集控中心信息化管理系统主要有三大分支系统，分别是监控系统、能量管理系统和数据信息查询系统，这三大分支系统位置不同，能够在不相互影响的情况下发挥各自的功能。风力发电集控中心信息化管理系统会对这三大分支系统进行统一化管理，获取所有信息，通过优化传输链路实现对数据资源和指令的安全输送。需要注意的是，不同分支系统设备通常由不同厂家设计供货，由于各系统厂家设备要求、接口及协议存在差异，这就对集控中心系统兼容性提出了更高要求。怎样才能实现各系统间的信息融合及资源共享？对此，风力发电厂需要引进Web服务软件，建立综合性服务管理平台，有效的促进不同分支系统的数据沟通与共享。当前Web服务软件主要是借助SOAP技术来收集各区域风力发电厂的原始数据信息，Web服务软件能够制定并执行统一化标准，完成不同系统、不同区域的数据处理工作。此外，Web技术能实现多种操作系统与通信协议的同步使用，确保数据信息的安全传输，不会影响各分支系统的独立功能。
2.3 使用基于物联网的风力发电机状态监测系统
该系统主要是通过温度传感器、转速传感器以及电压、电流采集电路完成风力发电机参数的采集。将采集到的数据在单片机内部完成相关计算、处理，通过4G 模块将采集到的数据发送到服务器数据中心。每个风力发电机组上装有单独的数据采集传输装置，该装置中的4G模块可实现数据传输以及地点定位的功能，因此在上位机界面上可观察到相应风力发电机组的工作参数。
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图1 系统硬件框图
系统硬件框图如图1 所示。系统硬件电路主要包括电压电流检测电路、转速检测电路、温度检测电路等。系统通过温度、转速检测电路，实时监测风力发电机的相关数据及工作状态，通过电压、电流检测电路反映风力发电机工作的效率。通过多个传感器协同工作实时监测风力发电机组工况，利用4G 模块将监测到的数据发送到服务器数据中心，在PC 端通过网页的形式可实时查看对应风力发电机组的工作参数，及时了解风力发电机的工作状态，可预防故障状态的发生。
系统软件利用C 语言编写，采用Eclipse 软件开发，编译成bin 文件后下载到ARM 中。系统程序主要包括A/ D 转换程序、定时器中断程序、ARM USB 通讯程序、4G 传输程序等。系统通过各个传感器以及处理电路采集到风力发电机组的工作参数，然后在ARM内部进行计算处理后，通过4G 传输方式发送到服务器数据中心。
2.4 严格进行标准化建设
基于外部连接的需要，系统的各设备、操作系统、网络协议、数据库等都选用通用的或者标准化的软硬件产品，模块间以及系统平台与外部非本平台的应用系统之间的接口遵循统一的接口规范，做到接口协议、报文、组件的充分一致性。接口标准的设计遵循IEC 的相关规范（具体包括变场站的IEC61850 标准、风电场的IEC61400-25 标准及光伏场站的IEC61277、IEC61727 标准等）。
3 结语
加强集控中心的信息化建设已成为风电行业的必然发展趋势，风电厂需要勇于探索和尝试，有效利用新技术、新理念、新思想，以适应体系改革和时代发展的步伐。在智能风电背景下，风电集控中心应积极对大数据技术以及云计算技术等加以科学应用，推动生产监控、数据分析、生产管理逐步实现更高水平的自动化与智能化。
参考文献：
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