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1、风力发电综合监控系统解决方案时间：2013-3-22点击：5402返回太华伟业风力发电综合监控系统解决方案北京太华伟业科技有限公司目录第一章项目概况11.1项目背景11.2现状分析11.3设计目标21.4设计依据31.5设计原则3第二章系统总体设计52.1系统总体架构52.2设计思路52.3功能设计62.4系统特点82.4.1采用应用整合技术82.4.2采用高清监控技术82.4.3采用智能分析技术102.4.4采用电力专用平台软件11第三章前端系统设计123.1风电机组监控子系统123.2升压站监控子系统123.2.1视频监控系统123.2.2音频系统173.2.3动环监控系统183.2.4客
2、户端313.3前端保障单元323.3.1防雷323.3.2抗干扰323.3.3供电电源33第四章监控中心设计344.1监控中心架构图344.2服务器管理系统344.2.1服务器344.2.2工作站364.3存储系统364.3.1CVR存储模式364.3.2存储配置384.4解码系统394.4.1解码器404.4.2视频综合平台414.5显示系统434.5.1产品介绍434.5.2主要功能444.6网络系统484.6.1主干交换机484.6.2防火墙484.7保障系统504.7.1视频质量诊断系统504.7.2时间同步装置524.7.3短信彩信报警模块53第五章平台软件设计555.1平台总体架构
3、555.1.1基础平台层565.1.2平台服务层565.1.3业务层565.1.4应用层565.2平台关键技术565.2.1中间件技术575.2.2构架/构件技术575.2.3工作流技术575.2.4XML和WebServices技术585.3平台模块585.4平台功能595.4.1通用业务功能595.4.2基础管理功能645.4.3扩展业务功能685.5平台运行环境705.5.1硬件环境705.5.2软件环境715.6平台性能指标71第1章、第 一 章项目概况一.1项目背景风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74109兆瓦，其中可利用
4、的风能为2107兆瓦。中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。随着世界经济的发展，风能市场也迅速发展起来。全球风电产业2011年新增风电装机容量达41,000MW。这一新增容量使全球累计风电装机达到238,000MW。截至2011年全球75个国家有商业运营的风电装机，其中22个国家的装机容量超过1GW。“十一五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。2007年以来，中国风电产业规模延续暴发式增长态势。内蒙古、新疆、辽宁、山东、广东等地风能资源丰富，风电产业发展较快。2010年10000兆瓦的发展目标在2008年就已达到，可再生能源中长期规划中2020年30000兆瓦的风电装机目标也在2010
5、年提前实现。2011年中国风电上网电量达715亿kWh，占全国总发电量的1.5%。全年新增风电机组11409台，新增装机容量17.63GW，与2010年的18.94GW相比，下降了6.9%。截至2011年底，全国累计安装风电机组45894台，累计装机容量62.23GW，中国风电市场在经历多年的迅猛增长后进入稳健发展期。迅速增长的风力发电机组给机组运行人员带来越来越多的巡视维护工作，因此急需采用新的技术手段来辅助线路运行人员提高工作效率。风力发电综合监控系统就是为解决以上问题而设计。实现发电机组、升压站状况的远距离监控，工作人员在监控中心就能观察到线路监控点的图像，为预先处理可能故障提供依据，确
6、保线路安全运行。一.2现状分析随着国家大力推进智能电网建设，电力部门对风电场辅助系统的建设也趋于智能化。根据我们对电力系统现状的调研及对智能风电场的理解，需求分析如下：1)目前国家电网公司正在大力建设坚强的智能电网，华能等发电集团也在推进发电运行可视化管理，对视频监控系统提出了新的要求，因此实现统一监控、统一存储、分级控制、分域管理，使不同的视频监视系统能够互联互通，满足视频监控系统全局化、整体化的发展需求已成为亟待解决的问题。2)一般风电场的选址比较偏僻，地理环境比较恶劣，工作人员居住地离现场较远，并且各风电场相距较远，每个风场内风机数量也很多，所以每个风场都需要配置一定的工作人员进行日常的
7、巡检维护，从而造成了人员的浪费。3)风电机组置于野外经常因环境等因素导致风电机组倒塌、起火等事故时有发生。4)传统的视频监控以“被动监控”为主，需要值班人员时刻监控，但显然不现实，大多数时间只适用于案件追溯的视频查阅；随着视频移动侦测技术的应用，实现了局部智能化，但无法避免误报的现象，给值班人员“狼来了”的错觉。5)风电场升压站除了视频监控系统外，还部署有环境监测、入侵报警、火灾报警、SF6泄漏报警、照明、采暖通风、给排水等辅助系统，之前这些子系统大多独立运行，很难做到多系统的智能关联、应用集成，随着技术规范出台，系统的整合已成必然。6)部分风电场升压站的入侵报警系统、火灾报警系统通过开关量方
8、式与视频监控系统进行关联，而报警主机输出的开关量有限，当系统发生报警时，只能显示防区信息，而无法精确到具体点位（比如某个烟感），通过协议方式接入第三方辅助系统。一.3设计目标我们将采用iVMS-8800电力平台视频及环境监控软件，建立一套适应风电场安全生产的现代化综合监控系统，对前端的运行、业务、设备等进行管理，并满足上级平台集中管理、分层查看、分级监督的需求，主要实现以下目标：1)前端各辅助系统间可实现智能联动，当某区域发生报警时启动相应预案。2)前端客户端可以集中监控管理所辖风电场的视频监控系统。3)前端采用智能视频设备，变“被动监控”为“主动监控”。4)前端客户端可以集中监控所辖升压站的
9、环境监测、入侵报警、火灾报警、照明、空调通风、给排水、SF6泄漏报警等辅助子系统。一.4设计依据lMPEG4视音频编解码标准视听对象的编码ISO/IEC14496-2l视音频编解码标准ITU-TH.264l音频编解码标准ITU-TG.711l循环式远动规约DL451-91l电线电缆识别标志方法GB/T6995l全介质自承式光缆YD/T980-1998l民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92l安全防范工程程序与要求GA/T75-94l民用闭路电视系统工程技术规范GB50198-94l中华人民共和国公共安全行业标准GA38-94l安全防范系统验收规则GA308-2001一.5设计原则随着信息技术
10、的飞速发展，新技术不断涌现。输电线无线视频监控系统，必须是高性能、可扩展的计算机网络体系结构，以便支持今后不断更新和升级的需要，从而保护投资。同时本方案以满足实际应用为出发点，设计时主要遵循以下原则：l可靠性系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。本方案从系统设计理念到系统架构的设计，再到产品选型，都将持续秉承系统可靠性原则，均采用成熟的技术，具备较高的可靠性、较强的容错能力、良好的恢复能力、防雷抗强电干扰能力、主要设备存在结构与功能的冗余、系统设备具有自诊断功能。同时系统的使用不能影响被监控设备的正常运行，系统的局部故障不能影响整个监控系统的正常工作，系统具备
11、处理同时发生多事件的能力。l先进性系统设备应具有先进性，避免短期内因技术陈旧造成整个系统性能不高和过早淘汰。系统硬件选用国际产品时应有国际认证和国内检验机构的合格证书，选用国内产品时应有国家相关权威机构的检验检测报告及证书，并充分考虑产品的先进性和可升级性。l扩展性系统应充分考虑扩展性，采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接；在设计和设备选型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。系统加入新输电线时，只需配置初步采集设备在管理平台做相应配置即可，软硬件无须做大的改动。l易管理性、
12、易维护性系统采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护，人机对话界面清晰、简洁、友好，操控简便、灵活，便于监控和配置；采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。l安全性在站端系统与监控中心之间必须保障通信安全，采取可靠手段杜绝对前端设备的非法访问、入侵或攻击行为。数据采取前端分布存储、监控中心集中存储管理相结合的方式，对数据的访问采用严格的用户权限控制，并做好异常快速应急响应和日志记录。第 二 章系统总体设计二.1系统总体架构风力发电综合监控系统由前端监控系统和中心平台控制系统相互衔接缺一不可的两部分组成
13、。前端监控系统包括了风电机组监控子系统和升压站监控子系统。系统总体架构图如下：二.2设计思路风电场综合监控系统是集硬件、软件、网络于一体的大型联网监控系统，以电力行业平台软件iVMS-8800为核心，实现前端系统的管理。简单的视频监控已无法及时有效为风电机组运行状态是否正常提供参考，因此风电机组监控采用红外热成像摄像机，不仅可以查看实时视频而且可以实时监测风电机组表面温度，为判断风电机组是否正常运行提供可靠参考。随着视频监控进入高清时代，模拟摄像机已无法满足智能风电场监控的需求，高清摄像机的应用不但满足了细节监控（设备状态、表盘刻度）的需求，还为设备的智能状态分析提供了精确的视频源。采用智能分
14、析设备对各种行为进行分析并执行各种预案，变“被动监控”为“主动监控”。风电场的升压站内部分精密设备对运行环境有较高的要求，为确保环境量恒定在一定范围内，需要部署环境监测系统进行实时监测。对于设备运行环境，主要有温湿度、渗漏水情况的监测。传统环境监测设备通常采用有线方式接入，随着物联网技术的发展，无线传感器技术的应用引领智能升压站进入了物联网时代。在计算机技术和网络通信技术不断发展的今天，系统的整合是发展的必然。综合监控系统作为一种重要的现代化监测、控制、管理手段，以视频监控系统为核心，同时把环境监测、入侵报警、消防报警等系统整合进来，并把各系统有限关联起来配置成预案，增加系统的高效性，实现大集控的目的。综合监控系统不能仅满足于辅助管理，还需为生产调度提供支持，视频监控系统可与升压站SCADA系统实现智能联动，实现升压站运行调度可视化管理，充分体现资源的共享性，而无需额外
