一种风力发电机组数据采集方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明一种风力发电机组数据采集系统，其包括数据采集通讯系统、断面数据库系统及历史数据库系统，该数据采集系统包括数据采集模块，数据采集模块通过通讯模块与风力发电机组主控PLC连接和通讯，该数据采集系统与上层应用系统相互连接。该采集系统具有实时性提高，各个系统独立运行；平台扩展性强、系统效率提高；互操作便捷；实现方便，提高了这个系统平台的安全性四方面的优点。
【专利说明】一种风力发电机组数据采集方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电领域，具体地，涉及一种风力发电机组数据采集方法及其系统。
【背景技术】
[0002]随着全球气候变暖，能源危机越来越明显，而最近几年国内的风力发电等新能源正在不断涌现，由于风能的不可控性和实时可变性，对电网系统及风力发电系统等的控制提出了严格的要求，于是出现了各种管理与控制系统。风力发电机组运行的数据成为整个系统运行安全与稳定性的关键因素之一，其中风力发电机组运行数据的实时性和可靠性尤为重要。
[0003]风力发电机组运行数据能为风力发电机组运行风场运行状态监控系统(SCADA)，在线故障诊断系统(CMS)、远程集中监控系统及第三方系统的控制优化提供有效的支持。
[0004]然而传统技术，具有至少以下三个方面缺陷:
[0005]第一，各个系统无法独立。采集系统并不能完全独立运行，所有风力发电机组运行数据都由风场运行状态监控系统进行采集，其他系统通过风场运行状态监控系统进行交互。如:能量管理系统需要风场运行状态监控系统运行才能工作；又如:风场运行状态监控系统无法运行，则能量管理系统不能对风电场发电总功率进行实时的管理和控制，给电网安全带来了风险，并且会影响业主的收益。
[0006]第二，系统扩展性不强。在线故障诊断系统以及远程集中监控系统等第三方软件无法直接获取风力发电机组的运行数据。给风力发电机组系统的控制和管理带来了不便。
[0007]第三，实时性低。由于系统数据是经过风场运行状态监控系统进行采集，第三方软件只能从该系统获取，并经过处理进行控制，给第三方系统带来了处理延迟等问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对上述【背景技术】存在的缺陷，提供一种用于远程监控领域的一种风力发电机组数据采集方法及其系统。
[0009]为实现上述目的，本发明之一在于提供一种风力发电机组数据采集方法，包括:
[0010]步骤1:风力发电机组数据采集系统通过数据采集模块与风力发电机组主控PLC建立通讯连接并进行断面数据采集，将采集的断面数据放在一数据库中保存；
[0011]步骤2:将采集到的断面数据按时间上对历史数据的定义标准放在另一数据库进行保存，以供后续分析和处理。
[0012]优选地，该采集方法进一步包括:在步骤I中，所述通讯连接采用MODBUS/TCP协议的形式；
[0013]优选地，该采集方法进一步包括:在步骤I中，所述数据库为断面数据库保存数据，实时记录各个风力发电机组的运行数据，为上层应用系统的分析和控制系统提供数据支持；
[0014]优选地，该采集方法进一步包括:在步骤2中，所述数据库为关系数据库保存历史数据，提供风力发电机组运行的历史数据，为上层应用系统的分析和控制系统提供数据支持；
[0015]本发明之二在于提供一种风力发电机组数据采集系统，其包括数据采集通讯系统，该数据采集系统包括数据采集模块、断面数据库系统及历史数据库系统，所述数据采集模块通过通讯模块与风力发电机组主控PLC连接和通讯:所述该数据采集系统与上层应用系统相互连接；
[0016]优选地，该采集系统进一步包括:上层应用系统位于顶层，该上层应用系统进一步包括断面控制系统和管理控制系统，所述上层应用系统的数据来源于所述断面数据库系统和所述历史数据库系统；所述断面控制系统由所述断面数据库系统支持，所述管理控制系统则是由所述断面数据库系统与所述历史数据库系统支持；
[0017]优选地，该采集系统进一步包括:所述断面数据库系统包括断面数据存储模块、断面数据转发模块、点表配置模块及第一数据处理模块；所述断面数据库系统中的所述断面数据存储模块用于对接收到的数据进行存储，接受电表配置模块的参数，并与第一数据处理模块交互；所述点表配置模块至少用于对所述断面数据存储模块中存储的数据点进行配置，所述断面数据转发模块用于将断面数据库中的片段数据提供给历史数据库系统；所述历史数据存储模块对接收到的历史数据进行永久存储，所述第一数据处理模块负责所述上层应用系统对断面数据的处理，将断面数据库中的片段数据提供给上层应用；
[0018]优选地，该采集系统进一步包括:所述断面数据存储模块采用的是所述断面数据库保存数据；
[0019]优选地，该采集系统进一步包括:所述历史数据库系统包括历史数据存储模块及第二数据处理模块；
[0020]优选地，该采集系统进一步包括:所述历史数据存储模块采用的是关系数据库保存历史数据；
[0021]优选地，该采集系统进一步包括:所述数据采集通讯系统与所述断面数据存储模块连接和通讯；
[0022]优选地，该采集系统进一步包括:所述数据采集模块采用MODBUS/TCP协议与风力发电机组主控PLC的实现通讯和数据传输；
[0023]优选地，该采集系统进一步包括:所述断面数据存储模块与所述断面数据转发模块连接和数据传输；所述断面数据转发模块与所述历史数据存储模块连接和数据传输；
[0024]优选地，该采集系统进一步包括:所述第二数据处理模块负责提供历史数据给所述上层应用系统进行数据挖掘，并且与所述上层应用系统之间实现数据的交互共享；
[0025]优选地，该采集系统进一步包括:所述数据采集通讯系统采集到风力发电机组主控PLC数据传输给所述断面数据库系统；所述断面数据库系统中的断面数据至少提供给SCADA系统、WebSCAD系统、PPM系统、CMS系统、历史查询系统、第三方多个系统平台使用；
[0026]综上所述，本发明提供的一种风力发电机组数据采集方法，具有如下技术效果:
[0027]第一，断面性提高，各个系统独立运行。采用MODBUS/TCP协议使数据延迟大大降低，提高了数据采集的断面性，同时构建断面数据库系统，使采集的风力发电机组运行的断面数据信息在断面数据库中进行存储，使各个上层应用系统都能断面的获取需要的数据，保证系统响应的及时性。[0028]第二，平台扩展性强、系统效率提高。将采集的风力发电机组运行的当前数据信息存储在断面数据库中，之前的历史数据存储在关系数据库中，各个系统都能获取到断面数据，提高了系统平台的运行效率。
[0029]第三，互操作便捷。各个上层应用系统连接到断面数据库或者历史数据库，使用数据库共享数据方式就可以完成不同系统之间的数据共享。
[0030]第四，实现方便，提高了这个系统平台的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明一种风力发电机组数据采集方法及其系统的系统架构示意图。
[0032]图2为本发明一种风力发电机组数据采集方法及其系统的网络拓扑示意图。
[0033]图3为本发明一种风力发电机组数据采集方法及其系统的应用示意图。
【具体实施方式】
[0034]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。
[0035]请参阅图1，本发明之一的一种风力发电机组数据采集系统，包括:数据采集通讯系统、断面数据库系统及历史数据库系统，所述数据采集系统与上层应用系统相互连接；
[0036]所述数据采集通讯系统包括数据采集模块，该数据采集模块通过通讯模块(图中未示意出)与风力发电机组主控PLC连接和通讯；
[0037]所述断面数据库系统包括断面数据存储模块、断面实时数据转发模块、点表配置模块及第一数据处理模块，所述断面数据存储模块采用的是断面数据库保存数据；
[0038]所述历史数据库系统包括历史数据存储模块及第二数据处理模块，所述历史数据存储模块采用的是关系数据库保存历史数据；
[0039]所述数据采集通讯系统与所述断面数据存储模块连接和通讯。
[0040]所述数据采集模块采用MODBUS/TCP协议，所述数据采集模块主要负责完成对所述断面数据存储模块与风力发电机组主控PLC的数据传输。
[0041]所述断面数据存储模块与所述断面实时数据转发模块连接和数据传输；所述断面实时数据转发模块与所述历史数据存储模块连接和数据传输。
[0042]所述断面数据库系统中的所述断面数据存储模块用于对接收到的数据进行存储，接受电表配置模块的参数，并与第一数据处理模块交互；所述点表配置模块至少用于对所述断面数据存储模块中存储的数据点进行配置，必要时，单独对数据采集通讯系统及历史数据存储模块的数据点进行配置，所述断面实时数据转发模块用于将断面数据库中的片段数据提供给历史数据库系统；所述历史数据存储模块对接收到的历史数据进行永久存储，所述第一数据处理模块负责所述上层应用系统对断面数据的处理，将断面数据库中的片段数据提供给上层应用；
[0043]需要指出的是，断面数据是指在某一特定时间点采集的风机环网内各个风力发电机组在该时间点时点表配置模块要求采集的数据。
[0044]其中，风力发电机组主控PLC采用BACHMANN控制器，其主要用于控制风力发电机组正常运行。[0045]所述第二数据处理模块主要负责提供历史数据给所述上层应用系统进行数据挖掘，并且与所述上层应用系统之间实现数据的交互共享。
[0046]请参阅图2，所述数据采集通讯系统采集到风力发电机组主控PLC数据传输给所述断面数据库系统；所述断面数据库系统中的断面数据至少提供给SCADA系统(风场管理系统)/WebSCAD系统(网页版风场管理系统)、PPM系统(能量管理系统)、CMS系统(状态监测系统)、历史查询系统、第三方多个系统平台使用，将之前的历史数据存储到所述历史数据库系统中进行永久存储，以便历史查询、故障回放和数据处理统计工作。
[0047]请参阅图3，所述上层应用系统位于顶层，该上层应用系统进一步包括实时控制系统和管理控制系统。所述上层应用系统的数据来源于所述断面数据库系统和所述历史数据库系统。所述实时控制系统需要断面数据库支持，如:PPM系统、EFile系统；所述管理控制系统则是需要断面数据库与历史数据库支持，如=SCADA系统/WebSCAD系统、CMS系统；而所有数据库的数据均来源于所述数据采集通讯系统。
[0048]本发明之二的一种风力发电机组数据采集方法，包括如下步骤:
[0049]步骤1:风力发电机组数据采集系统通过数据采集模块与风力发电机组主控PLC建立通讯连接并进行断面数据采集，将采集的断面数据放在一数据库中保存；
[0050]步骤2:将采集到的断面数据按时间上对历史数据的定义标准放在另一数据库进行保存，以供后续分析和处理；
[0051]进一步地，在步骤I中，所述通讯连接采用MODBUS/TCP协议的形式。
[0052]进一步地，在步骤I中，所述数据库为断面数据库保存数据，实时记录各个风力发电机组的运行数据，为上层应用系统的分析和控制系统提供数据支持。
[0053]进一步地，在步骤2中，所述数据库为关系数据库保存历史数据，提供风力发电机组运行的历史数据，为上层应用系统的分析和控制系统提供数据支持。
[0054]综上所述，本发明一种风力发电机组数据采集方法及其系统由于采用上述技术方案，使其具有以下效果:
[0055]第一，实时性提高，各个系统独立运行。采用MODBUS/TCP协议使数据延迟大大降低，提高了数据采集的实时性，同时构建断面数据库系统，使采集的风力发电机组运行的实时数据信息在断面数据库中进行存储，使各个上层应用系统都能实时的获取需要的数据，保证系统响应的及时性。
[0056]第二，平台扩展性强、系统效率提高。将采集的风力发电机组运行的当前数据信息存储在断面数据库中，之前的历史数据存储在关系数据库中，各个系统都能获取到断面数据，提高了系统平台的运行效率。
[0057]第三，互操作便捷。各个上层应用系统连接到断面数据库或者历史数据库，使用数据库共享数据方式就可以完成不同系统之间的数据共享。
[0058]第四，实现方便，提高了这个系统平台的安全性。
[0059]以上所述的技术方案仅为本发明一种风力发电机组数据采集方法及其系统的较佳实施例，任何在本发明一种风力发电机组数据采集方法及其系统基础上所作的等效变换或替换都包含在本专利的权利要求的范围之内。
【权利要求】
1.一种风力发电机组数据采集方法，包括: 步骤1:风力发电机组数据采集系统通过数据采集模块与风力发电机组主控PLC建立通讯连接并进行断面数据采集，将采集的断面数据放在一数据库中保存； 步骤2:将采集到的断面数据按时间上对历史数据的定义标准放在另一数据库进行保存，以供后续分析和处理。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组数据采集方法，其特征在于:在步骤I中，所述通讯连接采用MODBUS/TCP协议的形式。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组数据采集方法，其特征在于:在步骤I中，所述数据库为断面数据库保存数据，实时记录各个风力发电机组的运行数据，为上层应用系统的分析和控制系统提供数据支持。
4.根据权利要求2或3任一项所述的一种风力发电机组数据采集方法，其特征在于:在步骤2中，所述数据库为关系数据库保存历史数据，提供风力发电机组运行的历史数据，为上层应用系统的分析和控制系统提供数据支持。
5.一种应用权利要求1所述的风力发电机组数据采集方法的采集系统，其包括数据采集通讯系统，该数据采集系统包括数据采集模块，所述数据采集模块通过通讯模块与风力发电机组主控PLC连接和通讯，其特征在于:该数据采集系统与上层应用系统相互连接，且该所述数据采集系统进一步包括断面数据库系统及历史数据库系统。
6.根据权利要求5所述的一种风力发电机组数据采集方法，其特征在于:上层应用系统位于顶层，该上层应用系统进一步包括实时控制系统和管理控制系统，所述上层应用系统的数据来源于所述断面数据库系统和所述历史数据库系统；实时控制系统由所述断面数据库系统支持，管理控制系统则是由所述断面数据库系统与所述历史数据库系统支持。
7.根据权利要求6所述的一种风力发电机组数据采集系统，其特征在于:所述断面数据库系统包括断面数据存储模块、断面实时数据转发模块、点表配置模块及第一数据处理模块；所述断面数据库系统中的所述断面数据存储模块用于对接收到的数据进行存储，接受电表配置模块的参数，并与第一数据处理模块交互；所述点表配置模块至少用于对所述断面数据存储模块中存储的数据点进行配置，所述断面实时数据转发模块用于将断面数据库中的片段数据提供给历史数据库系统；所述历史数据存储模块对接收到的历史数据进行永久存储，所述第一数据处理模块负责上层应用系统对断面数据的处理，将断面数据库中的片段数据提供给上层应用。
8.根据权利要求7所述的一种风力发电机组数据采集系统，其特征在于:所述断面数据存储模块采用的是断面数据库保存数据。
9.根据权利要求8所述的一种风力发电机组数据采集方法，其特征在于:所述历史数据库系统包括历史数据存储模块及第二数据处理模块。
10.根据权利要求9所述的一种风力发电机组数据采集系统，其特征在于:所述历史数据存储模块采用的是关系数据库保存历史数据。
11.根据权利要求7、9、10的任意一项所述的一种风力发电机组数据采集方法，其特征在于:所述数据采集通讯系统与所述断面数据存储模块连接和通讯。
12.根据权利要求5所述的一种风力发电机组数据采集系统，其特征在于:所述数据采集模块采用MODBUS/TCP协议与风力发电机组主控PLC的实现通讯和数据传输。
13.根据权利要求5至10中的任一项所述的一种风力发电机组数据采集系统，其特征在于:所述断面数据存储模块与所述断面实时数据转发模块连接和数据传输；所述断面实时数据转发模块与历史数据存储模块连接和数据传输。
14.根据权利要求9、10任一项所述的一种风力发电机组数据采集系统，其特征在于:所述第二数据处理模块负责提供历史数据给所述上层应用系统进行数据挖掘，并且与所述上层应用系统之间实现数据的交互共享。
15.根据权利要求5至10中的任一项所述的一种风力发电机组数据采集方法，其特征在于:所述数据采集通讯系统采集到风力发电机组主控PLC数据传输给所述断面数据库系统；所述断面数据库系统中的断面数据至少提供给SCADA系统、WebSCAD系统、PPM系统、CMS系统、历史 查询系统、第三方多个系统平台使用。
【文档编号】F03D7/00GK103953502SQ201410086895
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】王小康, 苗强 申请人:成都阜特科技股份有限公司