[发明专利]一种通过前置机对风电场设备采集数据和控制的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集与控制技术，特别是涉及一种通过前置机对风电场设备采集数据和控制的方法及系统。

背景技术

数据采集系统是风电场中控系统及其他系统的基础，担负着基础数据采集和控制命令传递等功能。

数据采集系统一般都运行在温度变化大、电涌强烈、电磁干扰大、震动大等比较恶劣的外界环境下，此外，由于风电场现场的设备差别很大，不同厂家的风机、变电设备及其他设备等采用不同的通讯协议，对风电场监控系统的要求越来越高，对数据采集的实时性和稳定性都提出了更高的要求。

目前大量风电场中控系统(变电站SCADA系统)所使用的数据采集方式都是混合集中式的系统，数据采集系统与上层系统融合到一起，没有做分层处理，如果要接入新的设备需要对整体的系统进行改变，不利于扩展开发。

因此，现有数据采集系统在稳定性、兼容性、配置灵活性上仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何满足国内、外各种风电投资商和服务商对风电场监控管理的功能要求及数据采集需求，如何灵活配置以满足各种类型和容量的风电场对系统的功能需求，实现对多种风电机组的本机及远程监控或集中控制,成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过前置机对风电场设备采集数据和控制的方法及系统，使其数据采集及时准确、运行稳定、配置灵活。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种通过前置机对风电场设备采集数据和控制的方法，所述的前置机设有与数据处理服务器连接的通讯接口，并设有多种规格的风电场设备通讯接口；所述的采集数据的方法包括以下步骤，A1.前置机采集风电场设备的实时数据，并通过内部协议对采集到的实时数据进行统一转换，A2.对转换后的实时数据进行统计分析处理，得到各种计算数据，A3.保存步骤A1、A2得到的数据，并将其发送到数据处理服务器供上层系统调用；所述的控制方法包括以下步骤，B1.上层系统通过数据处理服务器向前置机发送控制命令，B2.前置机通过内部协议统一转换接收到的控制命令，并发送至相应的风电场设备，B3.所述风电场设备读取转换后的控制命令并执行。

作为进一步改进，所述的步骤A2中，每十分钟进行一次统计分析处理，整理出十分钟数据和功率曲线数据。

所述的步骤A3中：对基于LAN总线的风电场，每8秒保存一次数据；对基于485总线的风电场，每得到数据就保存一次，且保存间隔不低于8秒。

所述步骤A3中，每十分钟发送数据至数据处理服务器，当网络不畅时，将数据缓存在前置机中，待网络恢复后再次上传。

所述的步骤中A3中，数据通过广播通道以组播或Sockets的方式发送到数据处理服务器。

所述前置机与数据处理服务器之间，以及数据处理服务器与上层系统之间，均采用DES加密网络进行数据传输。

所述步骤A1、B2中的转换，是将数据根据IEC规范映射到相应IEC量上，再转换为相应的数据格式。

所述步骤A1中，如因通讯中断不能正确采集数据，前置机向数据处理服务器发送通讯中断的状态数据。

所述步骤A2中，统计分析处理包括计算数据处理、各时段状态数据处理、报警数据处理以及故障数据处理。

所述步骤A2中，还包括将本次数据与上一次数据进行对比的过程，并在数据变化时将变化后的数据发送至数据处理服务器。

所述的风电场设备、前置机和数据处理服务器之间通过SNTP保持时间同步。

所述步骤A1中的风电场设备通讯接口包括ModbusTCP接口、Modbus RTU接口、IEC101接口、IEC103接口、IEC104接口、CDT接口、DNP3.0接口、私有协议接口中多种接口的组合。

此外，本发明还提供了应用于上述前置机中的风电场前置数据采集系统，包括：数据采集模块，用于采集风电场设备的实时数据；数据内部转换模块，用于将采集到的实时数据转换为内部协议数据，并将并上层系统发送的控制命令转换为相应风电场设备可接受的数据；数据计算及处理模块，用于对经数据采集模块采集，并经数据内部转换模块转换后的实时数据进行统计分析处理；以及数据存储模块，用于保存数据内部转换模块和数据计算及处理模块得到的数据。

作为进一步改进，上述系统还包括数据提供模块，用于将保存在数据存储模块中的数据提供给第三方系统。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：