风电控制系统及SCADA系统资料讲解

scada系统在海上风电机组运维中的应用随着海上风电机组的快速发展和规模化运营，运维工作变得愈加重要。

为了保证风电机组的正常运行和高效维护，SCADA系统被广泛应用于海上风电机组的运维过程中。

本文将详细介绍SCADA系统在海上风电机组运维中的应用，以及其带来的优势和挑战。

2. SCADA系统在海上风电机组运维中的角色SCADA系统（Supervisory Control and Data Acquisition）是一种集数据采集、远程监控、运维管理和故障诊断于一体的专业化系统。

它能够实时监测风电机组的运行状态、环境参数和设备设施的运行情况，同时还可以进行远程操作控制和异常报警等功能。

3. SCADA系统的具体应用3.1 实时监测和数据采集SCADA系统通过传感器获取风电机组各个部件的运行状态数据，包括发电机转速、偏航角度、风速等关键信息。

这些数据被实时采集并传输至控制中心，在控制中心的操作员可以通过图形化的界面来监测和分析这些数据，及时发现问题并采取相应的措施。

3.2 远程操作和控制SCADA系统还能够实现对风电机组的远程操作和控制。

操作员可以通过远程终端设备，如电脑、手机等，对风电机组进行启停、调节运行模式、更改参数设置等操作。

这种远程操作不仅提高了运维工作的效率，同时也降低了人为操作带来的风险。

3.3 异常报警和故障诊断SCADA系统通过设定预警阈值和故障诊断规则，能够及时检测到风电机组运行状态的异常，并通过报警信息及时通知运维人员。

同时，系统还可以通过历史数据分析和故障诊断算法，帮助运维人员进行故障排除和设备维护，提高机组的可靠性和稳定性。

4. SCADA系统带来的优势4.1 提高运维效率SCADA系统的远程监控和远程操作功能，使得运维人员无需实地巡检和操作，大大提高了运维工作的效率。

同时，实时监测和数据采集功能，使得问题可以被及时发现和处理，避免了故障的扩大和不必要的停机时间。

4.2 降低运维成本SCADA系统的自动化功能减少了人力资源的需求，同时通过对设备的远程操作和控制，减少了人为操作带来的操作风险和维护成本。

电力SCADA 系统简介（20120222）一、 SCADA 系统简介电力监控系统又称--SCADA 系统，主要用于实现对地铁各变电所内主要电气设备进行的遥控、遥信、遥测、遥调和遥视等。

它对提高地铁供电系统运行的可靠性、安全性、经济性、减轻调度员的负担、实现电力调度自动化与现代化、提高调度的效率和水平等方面起到了不可替代的作用。

是将远程的供电设备如：断路器、隔离开关、变压器等进行远程状态的自动化监控。

二、 电力监控系统基本组成电力监控以电力调度中心为主，电站为辅，通过控制中心的电调工作站可以对全线电力系统设备进行监控。

电力监控系统是一个分层分布式自动化系统，由上自下分别是：调度中心局域网系统、通信通道、变电站管理层、现场通信网络、间隔层装置。

三、 电力监控系统的功能1、控制中心功能1) 遥控功能2) 信息处理、显示3) 供电系统运行情况的数据归档和统计报表功能4) 用户画面5) 信息打印功能6) 趋势显示7) 人机画面调阅显示8) 信息查询9) 口令功能10) 系统容错能力、自诊断、自恢复功能11) 电力系统控制模式与级别12) 监控系统控制权限 显示大屏幕维护工作站 B 服务器 A 服务器 培训工作站电力调度工作站 CSE 通讯处理机 A2网段牵引变压器配电变压器10KV 系统13)数据采集功能14)控制功能15)电度统计功能16)数据处理功能17)在线帮助功能18)事故追忆功能19)故障录波功能20)SOE（事件顺序记录）功能21)培训功能22)系统时钟同步功能23)调度运行工作管理2、部分功能简述1)控制功能单点遥控改变某一对象运行状态的控制，包括开关合/分、自动装置投入/撤除、保护定值切换等操作。

程序遥控为了简化操作步骤，将某些固定的倒闸作业流程序列定义在一个序列控制中，以简化操作步骤。

程序遥控包括所内程序遥控和所间程序遥控两种。

程序遥控的执行可以具有手动一次启动、手动逐条启动，条件自动（经人工确认）执行等方式。

风电主控系统风机的控制系统是风机的重要组成部分，它承担着风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证良好的电网兼容性等重要任务，它主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统以及变频系统（变频器）几部分组成。

各部分的主要功能如下： 监控系统（SCADA）：监控系统实现对全风场风机状况的监视与启、停操作，它包括大型监控软件及完善的通讯网络。

主控系统：主控系统是风机控制系统的主体，它实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故障自动停机、自动电缆解绕及自动记录与监控等重要控制、保护功能。

它对外的三个主要接口系统就是监控系统、变桨控制系统以及变频系统（变频器），它与监控系统接口完成风机实时数据及统计数据的交换，与变桨控制系统接口完成对叶片的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，与变频系统（变频器）接口实现对有功功率以及无功功率的自动调节。

变桨控制系统：与主控系统配合，通过对叶片节距角的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，提高了风力发电机组的运行灵活性。

目前来看，变桨控制系统的叶片驱动有液压和电气两种方式，电气驱动方式中又有采用交流电机和直流电机两种不同方案。

究竟采用何种方式主要取决于制造厂家多年来形成的技术路线及传统。

变频系统（变频）器：与主控制系统接口，和发电机、电网连接，直接承担着保证供电品质、提高功率因素，满足电网兼容性标准等重要作用。

从我国目前的情况来看，风机控制系统的上述各个组成部分的自主配套规模还相当不如人意，到目前为止对国外品牌的依赖仍然较大，仍是风电设备制造业中最薄弱的环节。

而风机其它部件，包括叶片、齿轮箱、发电机、轴承等核心部件已基本实现国产化配套（尽管质量水平及运行状况还不能令人满意），之所以如此，原因主要有： （1）我国在这一技术领域的起步较晚，尤其是对兆瓦级以上大功率机组变速恒频控制技术的研究，更是最近几年的事情，这比风机技术先进国家要落后二十年时间。

前已述及，我国风电制造产业是从2005年开始的最近四年才得到快速发展的，国内主要风机制造厂家为了快速抢占市场，都致力于扩大生产规模，无力对控制系统这样的技术含量较高的产品进行自主开发，因此多直接从MITA、Windtec等国外公司采购产品或引进技术。

风电场SCADA系统的数据传输技术监视控制和数据采集(Supervisory ControlAnd Data Acquisition，SCADA)系统在数据采集方面的发展已经比较完善，但是由于风电场的运行、控制、维护、并网等具有诸多的特殊性，必然要求S(心系统能够加强远距离传输的能力，提高数据传输的实时性和可靠性，因此对风电场SCADA系统的数据传输技术进行研究具有重大的实际意义.1 SCADA系统的数据传输方式数据传输的主要作用是实现各站点之间的信息互换.选择好的数据传输方式可以加强数据传输的实时性，并且还有助于系统的远距离数据传输，起到事半功倍的效果.现有风电场SCADA系统主要由以下3部分组成：1)就地监控部分：布置在每台风力发电机塔筒的控制柜内.每台风力发电机的就地控制能够对此台风力发电机的运行状态进行监控，并对其产生的数据进行采集.2)中央监控部分：一般布置在风电场控制室内.工作人员能够根据画面的切换随时控制和了解风电场同一型号风力发电机的运行和操作.3)远程监控部分：根据需要布置在不同地点的远程控制.远程控制目前一般通过调制解调器或电流环等通讯方式访问中控室主机进行控制.1.1就地监控与中央监控之间的传输方式就地监控与中央监控之间的数据传输主要是指下位机控制系统能将下位机的数据、状态和故障情况通过专用的数据传输装置和接口电路与中央监控室的上位计算机进行通讯，同时上位机能传达对下位机的控制指令，由下位机的控制系统执行相应动作，从而实现远程监控功能.根据风电场的实际情况，上、下位机之间的数据传输有如下特点：1)一台上位机能监控多台风力发电机的运行，属于一对多的通讯方式;2)下位机能够独立运行，并能与上位机通讯;3)上、下位机之间安装距离较远，一般有1 000--5000m：4)下位机之间安装距离也较远，一般大于风轮直径的3～5倍，即100--300 m;5)上、下位机的通讯软件必须协调一致，并应开发相应的工业控制专用功能.为适应远距离数据传输的需要，就地监控与中央监控之间可以采用如下几种数据传输方式：1)异步串行通讯，用RS422或RS-485通讯接口.所谓串行通讯，是用一条信号线传输一种数据.因此，上位机通过公共通信网络采用RS-422或RS-485串行接口总线数据传输方式与各下位机进行数据传输，可节省大量通信电缆，用最少的信号线来完成远程数据采集与控制，并且RS-422和RS-485串口传输速率指标也是不错的，在1 000 m以内传输速率可达100 kb/s.由于所用传输线较少，所以成本较低，很适合风电场监控系统采用.同时，因为此种通讯方式的通讯协议比较简单，也很常用，所以成为较远距离通讯的首选方式.2)以太网通讯.大型风电场中分布的风力发电机的数目多，数据信息流大，对速率指标要求高，因此RS-422或者RS-485的实时性、传输速率会力不从心，此时应考虑使用以太网.以太网为总线式拓扑结构，可容纳1 024个节点，距离可达2.5 km.站级总线采用标准高速以太网，10 Mb/100Mb/1 Gb自适应，并兼容即将推出的10 Gb以太网总线结构，提供了高速的人机交互手段;设备级采用标准10 Mb以太网，比传统的传输方式从传输速率上提高了几个数量级，且为直接接人广域网提供了便利手段.因此，将上位机和下位机通过交换机与风电场光纤以太网环路相连接，保证了风电场内部的集中监控和数据传输.1.2中央监控与远程监控之间的传输方式由于各通讯条件的不同，因此，不同的风电场选择的数据传输方式也是不同的.比较有代表性的数据传输方式有如下几种：1)基于PSTN的数据传输PSTN(Public Switched Telephone Network)意指传统的电话交换网络.此传输方式是利用现有的电信电话网络，在中央监控与远程监控计算机上各安装一套调制解调器设备，传输数据的计算机之间通过使用调制解调器连接公用交换电话网，由发送计算机主动拨号，接收计算机接到呼叫后应答，然后进行数据传输这种连接方式的数据安全性高，但由于风电场分布在全国各地，连接属于长途电话，费用较高.2)基于GPRS无线网络数据传输GPRS(General Packet Radio Service)意指通用分组无线业务，是在GSM 全球移动通信系统网络上发展起来，为用户提供高速分组数据业务的一种网络.此传输方式是利用现有的移动无线通讯网络，在中央监控与远程监控计算机上各安装一套GPRS设备，两端设备通过无线通讯网络拨叫对方建立连接这种传输方式具有成本低、部署简单、随时连接等优点，但是必须是在无线通讯网络能够覆盖的范围内实现，带宽方面还有很多问题需要解决，费用是根据数据量进行计算的.3)基于Intemet网络数据传输实现基于Intemet的传输主要是依靠TCP/IP协议.当数据从本地系统向远程系统传送时，数据在本地系统的各层协议间沿着TCP/IP协议栈从上向下传递.当一个计算机系统从网络上接收信息时，数据传输的过程恰好相反，其路径是从网络物理层向上传输给应用层.但由于基于Intemet的数据传输是通过互联网进行传输的，而互联网上存在许多不安全因素，因此保证数据传输的安全性就很重要，一般都采用数据加密的方式.在数据传输到网络上之前用数据加密算法把明文变成密文进行传输，等传输到目的地以后再恢复为明文.随着计算机网络技术的迅速发展，近阶段有一门网络新技术崛起，即Ⅵ)N(Virtual PrivateNetwork)：虚拟专用网络№J.这种技术也逐渐应用到了风电场S(心系统中.它是利用现有的电信电话网络，在中央监控与远程监控计算机上各安装一套ADSL或调制解调器设备，两端同时连接到Intemet网络上，通过Intemet建立VPN网络连接.通过VPN技术，用户不再需要拥有实际的长途数据线路，而是依靠Intemet服务提供商(ISP)和其他网络服务提供商(NSP)，在Inter—net公众网中建立专用的数据传输通道，构成一个逻辑网络，它不是真的专用网络，但却能够实现专用网络的功能.在数据安全性方面，VPN使用了三方面的技术保证了基于Intemet的网络数据传输的安全性：隧道协议、身份验证和数据加密.因此，基于Intemet网络VPN技术的数据传输具有费用低、传输速率快、安全性高的优势，也将成为今后SCADA系统的主流通信方式.。

SCADA系统基本概述SCADA系统基本概述一、SCADA系统介绍SCADA是Supervisory ControI And Data AcquiSition System （数据采集与监视控制系统）的缩写，SCADA系统是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控制系统。

它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域，其中在电力系统中的应用更为广泛，发展技术也最为成熟。

它在远动系统中占重要地位，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、参数调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的“四遥”功能。

RTU(远程终端单元)，FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分。

在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用。

它是架构在PC 之上的生产自动化控制系统。

当然不同领域的应用，所需功能也不尽相同，但是它们都具有以下基本特色：图形操作介面；系统状态动态模拟；即时和历史资料趋势曲线显示；警报处理系统；资料获取取与记录；报表输出。

二、SCADA模块构成SCADA系统会包括以下的子系统：1、人机界面（human machine interface，简称HMI）是一个可以显示程序状态的设备，操作员可以依此设备监控及控制程序。

人机界面（或简称为HMI）一个可以显示程序状态的设备，操作员可以依此设备监控及控制程序。

HMI会链接到SCADA系统的数据库及软件，读取相关信息，以显示趋势、诊断数据及相关管理用的信息，如定期维护程序、物流信息、特定传感器或机器的细部线路图、或是可以协助故障排除的专家系统。

HMI系统常会用图像的方式显示系统的信息，而且会用图像模拟实际的系统。

操作员可以看到待控制系统的示意图。

例如一个连接到管路的泵浦图标，可以显示泵浦正在运转，及管路中液体的流量，操作员可以使泵浦停机，HMI软件会显示管路中液体流量随时间下降。

风电基础知识培训风机控制系统风电基础知识培训——风机控制系统随着能源需求的增长和可再生能源的推广，风力发电逐渐崭露头角。

风机控制系统作为风电发电场的关键组成部分之一，发挥着重要的作用。

本文将介绍风机控制系统的基础知识，帮助读者了解其原理和运作方式。

一、风机控制系统概述风机控制系统是风力发电机组的智能管理和控制中枢。

它通过监测和控制风机的运行状态，以实现安全高效的风力发电。

风机控制系统主要包括传感器、执行器、控制器和通信系统等组件。

二、传感器传感器是风机控制系统的重要组成部分，其作用是实时监测风机的各种运行参数。

常见的传感器包括风速传感器、温度传感器、振动传感器等。

通过这些传感器的信号采集和处理，可以对风机的运行状态进行准确的监控。

三、执行器执行器是风机控制系统中的输出设备，用于控制和调节风机的运行。

最常见的执行器是变桨系统、变频器和制动系统。

变桨系统的作用是根据风速的变化调整桨叶角度，以优化风轮的转速和功率输出。

变频器则用于调节发电机的转速以实现恒定的电压和频率输出。

制动系统则在紧急情况下用于停止风机的运行。

四、控制器控制器是风机控制系统的核心，负责对传感器和执行器进行数据的处理和控制。

其功能包括风机的启动和停机、风机桨叶角度的调整、风机的监测和故障诊断等。

控制器具备自动化和智能化的特点，能够根据实时的风速和负荷需求做出准确的控制决策。

五、通信系统通信系统是风机控制系统中的信息传递和交互的手段。

它将控制器和其他设备连接起来，实现数据的传输和指令的下达。

常见的通信方式有有线通信和无线通信。

通信系统不仅可以实现风机之间的联动控制，还可以将风机的运行数据传输到监控中心进行分析和管理。

六、安全保护措施风机控制系统还应当具备相应的安全保护措施，以确保风机的运行安全。

常见的安全保护措施包括风速过高保护、温度过高保护、电流过载保护等。

这些保护措施能够在异常情况下及时采取措施，保护风机和人员的安全。

七、风机控制系统的优化风机控制系统的优化是提高风力发电效率和可靠性的关键。