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技術(shù)文章ARTICLE
孤島移動(dòng)電站數(shù)據(jù)采集和能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
發(fā)布時(shí)間： 2024-08-10 點(diǎn)擊次數(shù)： 554次一、概述
孤島移動(dòng)電站數(shù)據(jù)采集和能源管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)監(jiān)控系統(tǒng)），主要是進(jìn)行電站運(yùn)行機(jī)組的數(shù)據(jù)采集、集中監(jiān)控以及能源管理等功能，可以提升多機(jī)組孤島運(yùn)行電站的整體效率和性能，提高單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行功率，通過(guò)統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)控制。 孤島移動(dòng)電站數(shù)據(jù)采集和能源管理系統(tǒng)，如圖1系統(tǒng)功能圖所描述，可以在電站運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)進(jìn)行機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控和參數(shù)保存，主要包括電站運(yùn)行單線(xiàn)圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)/歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)/歷史曲線(xiàn)以及報(bào)警保護(hù)等監(jiān)控保護(hù)功能，也可以通過(guò)4G/5G網(wǎng)絡(luò)把運(yùn)行參數(shù)上傳到云平臺(tái)上。 
圖1 系統(tǒng)功能圖
二、系統(tǒng)組成
1. 軟硬件配置
開(kāi)發(fā)硬件環(huán)境：Intel I5/8G/512G 運(yùn)行硬件環(huán)境：Intel I5/8G/512G 開(kāi)發(fā)該軟件的操作系統(tǒng)：Windows 10（64位） 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境/開(kāi)發(fā)工具：QTouch 該軟件的運(yùn)行平臺(tái)/操作系統(tǒng)：Windows 7（64位） 軟件運(yùn)行支撐環(huán)境/支持軟件：QTouch 編程語(yǔ)言：C和C++ 開(kāi)發(fā)目的：根據(jù)市場(chǎng)和用戶(hù)的需求開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)際生產(chǎn)和測(cè)試用途。 面向領(lǐng)域/行業(yè)：發(fā)動(dòng)機(jī)及機(jī)組設(shè)備制造商及用戶(hù) 軟件的主要功能：用孤島移動(dòng)電站數(shù)據(jù)采集和能源管理系統(tǒng)，可以進(jìn)行機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控和參數(shù)保存，主要包括電站運(yùn)行單線(xiàn)圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)/歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)/歷史曲線(xiàn)以及報(bào)警保護(hù)等監(jiān)控保護(hù)功能，也可以通過(guò)4G/5G網(wǎng)絡(luò)把運(yùn)行參數(shù)上傳到云平臺(tái)上。 軟件的技術(shù)特點(diǎn)：孤島移動(dòng)電站數(shù)據(jù)采集和能源管理系統(tǒng)。
圖2 組態(tài)編程 2. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
圖3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
三、使用說(shuō)明
1. 系統(tǒng)登陸
系統(tǒng)登錄時(shí)，普通用戶(hù)為基本用戶(hù)，直接點(diǎn)擊【確定】就可以直接登錄監(jiān)控系統(tǒng)，其他普通、保養(yǎng)、主管三類(lèi)用戶(hù)需要相應(yīng)的密碼才能登錄系統(tǒng)。在登錄界面，直接點(diǎn)擊【取消】就可以直接退出監(jiān)控系統(tǒng)。 
圖4 系統(tǒng)登陸 2. 主界面
在監(jiān)控系統(tǒng)主界面上，主要顯示了電站運(yùn)行機(jī)組的單線(xiàn)圖，以及發(fā)動(dòng)機(jī)熱工參數(shù)和發(fā)電機(jī)電氣參數(shù)等運(yùn)行參數(shù)，可以直接查看全站機(jī)組的運(yùn)行、并網(wǎng)、報(bào)警、故障等狀態(tài)。 主畫(huà)面顯示發(fā)電機(jī)組的基本數(shù)據(jù)，不在線(xiàn)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組參數(shù)外框和機(jī)組編號(hào)外圈顯示為橙色，在線(xiàn)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組參數(shù)外框和機(jī)組編號(hào)外圈顏色為綠色，方便用戶(hù)快速判斷正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)組。 主界面中通過(guò)一次圖顯示電站運(yùn)行機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，主母線(xiàn)不帶電狀態(tài)是藍(lán)色，帶電時(shí)是綠色；單臺(tái)機(jī)組不運(yùn)行時(shí)，線(xiàn)路顯示是藍(lán)色，帶電狀態(tài)時(shí)是綠色；主開(kāi)關(guān)分閘狀態(tài)時(shí)顯示藍(lán)色，合閘狀態(tài)時(shí)顯示綠色。 通過(guò)監(jiān)控界面頂部的標(biāo)題欄，可以快速查看電站運(yùn)行機(jī)組的總有功功率、總無(wú)功功率、在線(xiàn)機(jī)組數(shù)量，以及電站運(yùn)行功率百分比、當(dāng)前時(shí)間等。 通過(guò)監(jiān)控界面底部的工具條，可以快速切換監(jiān)控界面，如單擊【歷史數(shù)據(jù)】進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)畫(huà)面查詢(xún)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)有報(bào)警時(shí)，報(bào)警的數(shù)據(jù)變成紅色，對(duì)應(yīng)機(jī)組的編號(hào)內(nèi)圓背景變紅色，相應(yīng)的【ECU報(bào)警】、【ECU故障】、【AGC報(bào)警】報(bào)警信號(hào)指示燈變紅色。 單擊發(fā)電機(jī)組的編號(hào)或數(shù)據(jù)顯示區(qū)域，進(jìn)入【機(jī)組控制】畫(huà)面，可以查看詳細(xì)信息和進(jìn)行機(jī)組啟動(dòng)/停機(jī)、合閘/分閘等控制。
圖5 主界面 3. 機(jī)組控制
通過(guò)單擊監(jiān)控界面底部的【機(jī)組控制】工具條并選擇目標(biāo)機(jī)組的編號(hào)，或者單擊主界面的發(fā)電機(jī)組編號(hào)或數(shù)據(jù)顯示區(qū)域，進(jìn)入【機(jī)組控制】監(jiān)控畫(huà)面查看機(jī)組運(yùn)行的儀表監(jiān)控、功率比值、故障報(bào)警、發(fā)電機(jī)PQ圖等詳細(xì)信息。 在機(jī)組控制界面中，如果用戶(hù)權(quán)限達(dá)到保養(yǎng)、主管以上級(jí)別，可以進(jìn)行機(jī)組啟動(dòng)/停機(jī)、合閘/分閘等控制。 
圖6 機(jī)組控制 4. 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
通過(guò)單擊監(jiān)控界面底部的【實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)】工具條進(jìn)入【實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)】監(jiān)控畫(huà)面，可以通過(guò)表格的形式查看電站運(yùn)行機(jī)組的詳細(xì)信息。
在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控畫(huà)面，可以通過(guò)點(diǎn)擊按鈕【數(shù)據(jù)記錄】
，記錄某一時(shí)刻電站所有機(jī)組的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并保存在電腦中目錄中，作為班組巡檢時(shí)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)記錄。
圖7 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 5. 有功曲線(xiàn)
如圖8 機(jī)組運(yùn)行有功功率曲線(xiàn)所示，可以直接查看選擇機(jī)組的有功功率曲線(xiàn)，同時(shí)可以選擇平均有功功率曲線(xiàn)作為對(duì)照曲線(xiàn)，也可以選擇有功功率包絡(luò)上限曲線(xiàn)和下限曲線(xiàn)作為限值曲線(xiàn)。
圖8 有功曲線(xiàn) 在有功曲線(xiàn)監(jiān)控界面，在【有功分配】和【無(wú)功分配】實(shí)時(shí)運(yùn)算單元中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)出有功功率和無(wú)功功率最大值、最小值以及對(duì)應(yīng)的機(jī)組編號(hào)，并計(jì)算出相對(duì)于電站運(yùn)行機(jī)組平均功率的實(shí)時(shí)功率偏差百分比，方便現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行負(fù)載平衡情況。
6. 無(wú)功曲線(xiàn)
如圖9 機(jī)組運(yùn)行無(wú)功功率曲線(xiàn)所示，可以直接查看選擇機(jī)組的無(wú)功功率曲線(xiàn)，同時(shí)可以選擇平均無(wú)功功率曲線(xiàn)作為對(duì)照曲線(xiàn)，也可以選擇無(wú)功功率包絡(luò)上限曲線(xiàn)和下限曲線(xiàn)作為限值曲線(xiàn)。
其中，有功分配和無(wú)功分配實(shí)時(shí)運(yùn)算功能同【有功曲線(xiàn)】監(jiān)控界面。
圖9 無(wú)功曲線(xiàn) 7. 歷史數(shù)據(jù)
如圖10機(jī)組歷史數(shù)據(jù)界面所示，首先選擇需要查詢(xún)數(shù)據(jù)的機(jī)組，其次需要選擇查詢(xún)數(shù)據(jù)的起止時(shí)間，然后通過(guò)點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)查詢(xún)】按鈕
進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)，通過(guò)點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)導(dǎo)出】按鈕
把查詢(xún)結(jié)果保存到計(jì)算機(jī)目錄中。
圖10 歷史數(shù)據(jù) 8. 歷史曲線(xiàn)
如圖11機(jī)組歷史曲線(xiàn)界面所示，首先選擇需要查詢(xún)曲線(xiàn)的機(jī)組，其次需要選擇查詢(xún)曲線(xiàn)的起止時(shí)間，然后通過(guò)點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)查詢(xún)】按鈕
進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)，通過(guò)點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)導(dǎo)出】按鈕把查詢(xún)結(jié)果保存到計(jì)算機(jī)目錄中。
圖11 歷史曲線(xiàn) 9. 事件報(bào)警
如圖12機(jī)組事件報(bào)警界面所示，首先需要選擇查詢(xún)事件報(bào)警的起止時(shí)間，然后通過(guò)點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)查詢(xún)】按鈕
進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)，通過(guò)點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)導(dǎo)出】按鈕把查詢(xún)結(jié)果保存到計(jì)算機(jī)目錄中。
圖12 事件報(bào)警 10. 參數(shù)設(shè)置
如圖13在參數(shù)設(shè)置監(jiān)控界面中，通過(guò)點(diǎn)擊機(jī)組選擇按鈕
選擇對(duì)應(yīng)電站成套機(jī)組數(shù)量為12臺(tái)的顯示界面，其它4/6/8/10等選擇按鈕功能與之類(lèi)似；通過(guò)包絡(luò)線(xiàn)
下面的編輯框，設(shè)置機(jī)組運(yùn)行時(shí)功率偏差限值；通過(guò)機(jī)組數(shù)
下面的編輯框，設(shè)置電站成套的機(jī)組數(shù)量。通過(guò)主視圖
可以快速切換到主視圖監(jiān)控界面，與之對(duì)應(yīng)，其它按鈕分別對(duì)應(yīng)標(biāo)題欄和工具欄相應(yīng)的快捷切換功能。
圖13 參數(shù)設(shè)置 11. 用戶(hù)管理
用戶(hù)管理分四級(jí)權(quán)限管理，登錄用戶(hù)分別為基本、普通、保養(yǎng)、主管。基本用戶(hù)登錄系統(tǒng)時(shí)不需要密碼，其他三類(lèi)用戶(hù)的默認(rèn)密碼分別是2000、2001和2002。 系統(tǒng)默認(rèn)登錄用戶(hù)是基本用戶(hù)，只有查看運(yùn)行參數(shù)的權(quán)利。 普通用戶(hù)可以打開(kāi)【參數(shù)設(shè)置】界面，修改電站運(yùn)行的基本參數(shù)。 如果用戶(hù)權(quán)限達(dá)到保養(yǎng)、主管以上級(jí)別，可以打開(kāi)【機(jī)組控制】界面并下發(fā)進(jìn)行機(jī)組啟動(dòng)/停機(jī)、合閘/分閘等控制指令。 
圖14 用戶(hù)管理 12. 快捷切換
通過(guò)單擊監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)題欄中的相應(yīng)按鈕，可以進(jìn)行各項(xiàng)功能的快捷切換，其中單擊
，可以進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)【主界面】；單擊
，可以使監(jiān)控系統(tǒng)【最小化】；單擊
，可以進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)【參數(shù)設(shè)置】。13. 系統(tǒng)退出
通過(guò)單擊監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)題欄中的
，可以【退出】監(jiān)控系統(tǒng)。四、 遠(yuǎn)程監(jiān)控
孤島移動(dòng)電站數(shù)據(jù)采集和能源管理系統(tǒng)通過(guò)4G/5G網(wǎng)絡(luò)，把電站運(yùn)行機(jī)組的熱工參數(shù)和電氣參數(shù)通過(guò)MQTT協(xié)議上傳到云監(jiān)控平臺(tái)，可以通過(guò)PC電腦登錄云監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行電站運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，或者通過(guò)手機(jī)APP隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。