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孤島移動電站數(shù)據采集和能源管理系統(tǒng)設計方案
發(fā)布時間： 2024-08-10 點擊次數(shù)： 711次一、概述
孤島移動電站數(shù)據采集和能源管理系統(tǒng)（以下簡稱監(jiān)控系統(tǒng)），主要是進行電站運行機組的數(shù)據采集、集中監(jiān)控以及能源管理等功能，可以提升多機組孤島運行電站的整體效率和性能，提高單臺機組運行功率，通過統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)進行綜合協(xié)調控制。 孤島移動電站數(shù)據采集和能源管理系統(tǒng)，如圖1系統(tǒng)功能圖所描述，可以在電站運行現(xiàn)場實時進行機組運行現(xiàn)場的監(jiān)控和參數(shù)保存，主要包括電站運行單線圖、實時數(shù)據/歷史數(shù)據、實時曲線/歷史曲線以及報警保護等監(jiān)控保護功能，也可以通過4G/5G網絡把運行參數(shù)上傳到云平臺上。 
圖1 系統(tǒng)功能圖
二、系統(tǒng)組成
1. 軟硬件配置
開發(fā)硬件環(huán)境：Intel I5/8G/512G 運行硬件環(huán)境：Intel I5/8G/512G 開發(fā)該軟件的操作系統(tǒng)：Windows 10（64位） 軟件開發(fā)環(huán)境/開發(fā)工具：QTouch 該軟件的運行平臺/操作系統(tǒng)：Windows 7（64位） 軟件運行支撐環(huán)境/支持軟件：QTouch 編程語言：C和C++ 開發(fā)目的：根據市場和用戶的需求開發(fā)，滿足用戶實際生產和測試用途。 面向領域/行業(yè)：發(fā)動機及機組設備制造商及用戶 軟件的主要功能：用孤島移動電站數(shù)據采集和能源管理系統(tǒng)，可以進行機組運行現(xiàn)場的監(jiān)控和參數(shù)保存，主要包括電站運行單線圖、實時數(shù)據/歷史數(shù)據、實時曲線/歷史曲線以及報警保護等監(jiān)控保護功能，也可以通過4G/5G網絡把運行參數(shù)上傳到云平臺上。 軟件的技術特點：孤島移動電站數(shù)據采集和能源管理系統(tǒng)。
圖2 組態(tài)編程 2. 網絡拓撲圖
圖3 網絡拓撲圖
三、使用說明
1. 系統(tǒng)登陸
系統(tǒng)登錄時，普通用戶為基本用戶，直接點擊【確定】就可以直接登錄監(jiān)控系統(tǒng)，其他普通、保養(yǎng)、主管三類用戶需要相應的密碼才能登錄系統(tǒng)。在登錄界面，直接點擊【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，主要顯示了電站運行機組的單線圖，以及發(fā)動機熱工參數(shù)和發(fā)電機電氣參數(shù)等運行參數(shù)，可以直接查看全站機組的運行、并網、報警、故障等狀態(tài)。 主畫面顯示發(fā)電機組的基本數(shù)據，不在線運行的發(fā)電機組參數(shù)外框和機組編號外圈顯示為橙色，在線運行的發(fā)電機組參數(shù)外框和機組編號外圈顏色為綠色，方便用戶快速判斷正在運行的發(fā)動機或發(fā)電機組。 主界面中通過一次圖顯示電站運行機組的并網運行狀態(tài)，主母線不帶電狀態(tài)是藍色，帶電時是綠色；單臺機組不運行時，線路顯示是藍色，帶電狀態(tài)時是綠色；主開關分閘狀態(tài)時顯示藍色，合閘狀態(tài)時顯示綠色。 通過監(jiān)控界面頂部的標題欄，可以快速查看電站運行機組的總有功功率、總無功功率、在線機組數(shù)量，以及電站運行功率百分比、當前時間等。 通過監(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】進入歷史數(shù)據畫面查詢歷史運行數(shù)據。 當發(fā)動機或發(fā)電機運行參數(shù)有報警時，報警的數(shù)據變成紅色，對應機組的編號內圓背景變紅色，相應的【ECU報警】、【ECU故障】、【AGC報警】報警信號指示燈變紅色。 單擊發(fā)電機組的編號或數(shù)據顯示區(qū)域，進入【機組控制】畫面，可以查看詳細信息和進行機組啟動/停機、合閘/分閘等控制。
圖5 主界面 3. 機組控制
通過單擊監(jiān)控界面底部的【機組控制】工具條并選擇目標機組的編號，或者單擊主界面的發(fā)電機組編號或數(shù)據顯示區(qū)域，進入【機組控制】監(jiān)控畫面查看機組運行的儀表監(jiān)控、功率比值、故障報警、發(fā)電機PQ圖等詳細信息。 在機組控制界面中，如果用戶權限達到保養(yǎng)、主管以上級別，可以進行機組啟動/停機、合閘/分閘等控制。 
圖6 機組控制 4. 實時數(shù)據
通過單擊監(jiān)控界面底部的【實時數(shù)據】工具條進入【實時數(shù)據】監(jiān)控畫面，可以通過表格的形式查看電站運行機組的詳細信息。
在實時數(shù)據監(jiān)控畫面，可以通過點擊按鈕【數(shù)據記錄】
，記錄某一時刻電站所有機組的實時運行數(shù)據，并保存在電腦中目錄中，作為班組巡檢時的設備運行參數(shù)記錄。
圖7 實時數(shù)據 5. 有功曲線
如圖8 機組運行有功功率曲線所示，可以直接查看選擇機組的有功功率曲線，同時可以選擇平均有功功率曲線作為對照曲線，也可以選擇有功功率包絡上限曲線和下限曲線作為限值曲線。
圖8 有功曲線 在有功曲線監(jiān)控界面，在【有功分配】和【無功分配】實時運算單元中，系統(tǒng)實時統(tǒng)計出有功功率和無功功率最大值、最小值以及對應的機組編號，并計算出相對于電站運行機組平均功率的實時功率偏差百分比，方便現(xiàn)場運維人員實時監(jiān)控機組運行負載平衡情況。
6. 無功曲線
如圖9 機組運行無功功率曲線所示，可以直接查看選擇機組的無功功率曲線，同時可以選擇平均無功功率曲線作為對照曲線，也可以選擇無功功率包絡上限曲線和下限曲線作為限值曲線。
其中，有功分配和無功分配實時運算功能同【有功曲線】監(jiān)控界面。
圖9 無功曲線 7. 歷史數(shù)據
如圖10機組歷史數(shù)據界面所示，首先選擇需要查詢數(shù)據的機組，其次需要選擇查詢數(shù)據的起止時間，然后通過點擊【數(shù)據查詢】按鈕
進行數(shù)據查詢，通過點擊【數(shù)據導出】按鈕
把查詢結果保存到計算機目錄中。
圖10 歷史數(shù)據 8. 歷史曲線
如圖11機組歷史曲線界面所示，首先選擇需要查詢曲線的機組，其次需要選擇查詢曲線的起止時間，然后通過點擊【數(shù)據查詢】按鈕
進行數(shù)據查詢，通過點擊【數(shù)據導出】按鈕把查詢結果保存到計算機目錄中。
圖11 歷史曲線 9. 事件報警
如圖12機組事件報警界面所示，首先需要選擇查詢事件報警的起止時間，然后通過點擊【數(shù)據查詢】按鈕
進行數(shù)據查詢，通過點擊【數(shù)據導出】按鈕把查詢結果保存到計算機目錄中。
圖12 事件報警 10. 參數(shù)設置
如圖13在參數(shù)設置監(jiān)控界面中，通過點擊機組選擇按鈕
選擇對應電站成套機組數(shù)量為12臺的顯示界面，其它4/6/8/10等選擇按鈕功能與之類似；通過包絡線
下面的編輯框，設置機組運行時功率偏差限值；通過機組數(shù)
下面的編輯框，設置電站成套的機組數(shù)量。通過主視圖
可以快速切換到主視圖監(jiān)控界面，與之對應，其它按鈕分別對應標題欄和工具欄相應的快捷切換功能。
圖13 參數(shù)設置 11. 用戶管理
用戶管理分四級權限管理，登錄用戶分別為基本、普通、保養(yǎng)、主管?；居脩?span style=";padding: 0px;outline: 0px;max-width: 100%;letter-spacing: 0.578px;text-indent: 34px;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important">登錄系統(tǒng)時不需要密碼，其他三類用戶的默認密碼分別是2000、2001和2002。 系統(tǒng)默認登錄用戶是基本用戶，只有查看運行參數(shù)的權利。 普通用戶可以打開【參數(shù)設置】界面，修改電站運行的基本參數(shù)。 如果用戶權限達到保養(yǎng)、主管以上級別，可以打開【機組控制】界面并下發(fā)進行機組啟動/停機、合閘/分閘等控制指令。 
圖14 用戶管理 12. 快捷切換
通過單擊監(jiān)控系統(tǒng)標題欄中的相應按鈕，可以進行各項功能的快捷切換，其中單擊
，可以進入監(jiān)控系統(tǒng)【主界面】；單擊
，可以使監(jiān)控系統(tǒng)【最小化】；單擊
，可以進入監(jiān)控系統(tǒng)【參數(shù)設置】。13. 系統(tǒng)退出
通過單擊監(jiān)控系統(tǒng)標題欄中的
，可以【退出】監(jiān)控系統(tǒng)。四、 遠程監(jiān)控
孤島移動電站數(shù)據采集和能源管理系統(tǒng)通過4G/5G網絡，把電站運行機組的熱工參數(shù)和電氣參數(shù)通過MQTT協(xié)議上傳到云監(jiān)控平臺，可以通過PC電腦登錄云監(jiān)控系統(tǒng)進行電站運行狀態(tài)監(jiān)控，或者通過手機APP隨時進行監(jiān)控。