鄭欽，張真真，唐宏芬

（中國大唐集團新能源科學技術研究院有限公司，北京 100040）

隨著風力發(fā)電技術的發(fā)展，風電場越來越多，為了方便對風電場進行統一管理，發(fā)電集團一般會建立多個區(qū)域的集控中心，每個區(qū)域的集控中心負責匯集附近若干個風電場的所有數據，進行統一的監(jiān)控和管理。目前，風電場與集控中心之間的鏈路一般為電力專線或運營商專線，且以運營商專線居多。由于多方面的原因，專線通信異常或中斷的情況時有發(fā)生。在專線中斷期間，風電場采集的數據無法正常上傳到集控中心，造成集控中心側數據的缺失，并對后期各種生產指標的計算產生較大影響。

為了避免這種情況的發(fā)生，風電集控系統一般都要求具備斷點續(xù)傳的功能，即當專線中斷時，風電場側的采集設備能夠暫存所采集的電場數據，當專線恢復時，需要把風場側暫存的數據續(xù)傳到集控中心側，補充缺失的數據。但現有的斷點續(xù)傳技術都或多或少存在一些問題，有些廠家續(xù)傳時，歷史數據的傳輸，會影響實時數據的傳輸，對集控中心的實時監(jiān)視造成影響；有些廠家只對歷史趨勢數據進行插補，忽略了對中斷期間風機及風場統計指標的重算，造成統計指標的失準。本文認真分析了風電集控系統斷點續(xù)傳技術的問題和現狀，并結合我們在風電系統實際建設過程中的經驗，提出了一種基于102規(guī)約實現風電集控系統斷點續(xù)傳技術的方法。

1 系統架構

系統的整體架構如圖1所示。

風場側安全I區(qū)將采集的實時數據通過專網通道，發(fā)送到集控側安全I區(qū)，然后再通過正向隔離裝置將數據發(fā)送安全Ⅲ區(qū)。實時數據一般采用104規(guī)約的電力專用規(guī)約進行發(fā)送。

圖1 風電集控系統整體架構

為了保證歷史數據的斷點續(xù)傳不影響實時數據的傳輸，每個風場和集控中心分別建立一路單獨的通道來進行續(xù)傳數據的傳輸。且對實時數據進行了優(yōu)先級劃分，若有較高優(yōu)先級的實時數據需要發(fā)送時，則優(yōu)先發(fā)送該類實時數據，避免由于續(xù)傳數據過多占用通道資源導致來不及發(fā)送高優(yōu)先級實時數據的情況。

2 102規(guī)約簡介

IEC610870-5-102規(guī)約屬于電力行業(yè)的標準規(guī)約，適用于具有編碼的比特串行數據的傳輸，我們主要使用了其對文件傳輸部分的標準定義。其對文件傳輸的報文定義如表1。

3 續(xù)傳文件的生成與傳輸

續(xù)傳文件的生成在子站側來完成，續(xù)傳文件的格式定義如圖2所示。

其中風場標識符是1個3位數字，用來對風場進行唯一標識，主站側解析續(xù)傳文件時，需要根據該標識區(qū)分該續(xù)傳文件屬于哪個風場。續(xù)傳文件的時間戳精確到秒，斷面文件的采樣周期可以根據需要進行配置。續(xù)傳文件后綴采用定制的dat后綴進行標識，用來和其他類型文件進行區(qū)分。續(xù)傳文件的內容格式定義如表 2所示。

表1 102規(guī)約文件傳輸報文定義

圖2

表2 續(xù)傳文件格式定義

為了便于解析和查看，文件采用可讀的文本方式存儲，點號和值中間用“，”分隔，以便于后續(xù)解析。對于子站側的采集服務，需要時刻檢測和主站側的通道狀態(tài)，一旦發(fā)現通道中斷，則需啟動斷點續(xù)傳的相關工作，具體流程如圖3續(xù)傳文件生成流程所示。

圖3 續(xù)傳文件生成流程

另外，子站側采集服務器的磁盤空間一般都不大，為避免續(xù)傳文件存儲過多而占用較大的磁盤，系統提供了對續(xù)傳文件過期刪除的功能，默認存儲時間一般設為7天，自動刪除7天之前的過期文件。

4 歷史數據插補

由于歷史數據的存儲和大數據分析功能主要在安全Ⅲ區(qū)完成，因此集控安全I區(qū)收到斷點續(xù)傳文件后，將續(xù)傳文件通過正向隔離裝置繼續(xù)發(fā)到安全Ⅲ區(qū)。由安全Ⅲ區(qū)完成續(xù)傳文件的后續(xù)處理工作，主要流程包括：在Ⅲ區(qū)部署專門的斷點續(xù)傳服務，定期掃描特定目錄，若檢測到有斷點續(xù)傳文件，則將其讀入內存并解析。由于文件中存儲的是點號和值，需要將其轉換為對應的具體部件的量測值，如1#風機的風速等，然后才能將其更新到歷史數據庫中。在更新歷史數據庫時，首先需要檢測該部件對應時間戳的量測值是否存在，若不存在，則直接插入一條新的記錄，若已存在，則需要將該時間戳對應的量測值進行更新。

5 指標觸發(fā)重算

當離線期間的續(xù)傳文件插補到數據庫后，需要重新計算離線時間段所涉及的日期內的統計指標，否則會導致該日期的統計指標不準確，且可能會造成離線期間風機故障、遙信變位等一些關鍵事項記錄的缺失。由于續(xù)傳文件傳輸的非連續(xù)性，主站的斷點續(xù)傳服務無法預知子站的續(xù)傳文件是否已傳輸完畢，進而無法選擇合適的時機觸發(fā)指標重算，本文采用了兩種機制觸發(fā)指標重算：（1）子站會在最后的續(xù)傳文件中置入續(xù)傳結束的標記，當主站讀到有結束標記的續(xù)傳文件并解析入庫后，則立即觸發(fā)當天的指標重算流程；（2）每天零點時，若前一天有續(xù)傳文件入庫，且還未收到續(xù)傳結束標記，則觸發(fā)前一天的指標重算流程。

6 結語

本文提出了一種基于102規(guī)約實現風電集控系統斷點續(xù)傳技術的新思路，并在實際項目中進行了部署和驗證，結果表明，本文提出的斷點續(xù)傳技術穩(wěn)定、有效，能夠為風電集控系統的監(jiān)視應用提供連續(xù)可靠的歷史趨勢數據和統計指標數據，滿足了集控中心可靠運行的需要，具有較好的工程意義。