關(guān)于102規(guī)約的風(fēng)電集控系統(tǒng)斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)

鄭欽，張真真，唐宏芬

（中國大唐集團(tuán)新能源科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，北京 100040）

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)電場越來越多，為了方便對風(fēng)電場進(jìn)行統(tǒng)一管理，發(fā)電集團(tuán)一般會(huì)建立多個(gè)區(qū)域的集控中心，每個(gè)區(qū)域的集控中心負(fù)責(zé)匯集附近若干個(gè)風(fēng)電場的所有數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。目前，風(fēng)電場與集控中心之間的鏈路一般為電力專線或運(yùn)營商專線，且以運(yùn)營商專線居多。由于多方面的原因，專線通信異?；蛑袛嗟那闆r時(shí)有發(fā)生。在專線中斷期間，風(fēng)電場采集的數(shù)據(jù)無法正常上傳到集控中心，造成集控中心側(cè)數(shù)據(jù)的缺失，并對后期各種生產(chǎn)指標(biāo)的計(jì)算產(chǎn)生較大影響。

為了避免這種情況的發(fā)生，風(fēng)電集控系統(tǒng)一般都要求具備斷點(diǎn)續(xù)傳的功能，即當(dāng)專線中斷時(shí)，風(fēng)電場側(cè)的采集設(shè)備能夠暫存所采集的電場數(shù)據(jù)，當(dāng)專線恢復(fù)時(shí)，需要把風(fēng)場側(cè)暫存的數(shù)據(jù)續(xù)傳到集控中心側(cè)，補(bǔ)充缺失的數(shù)據(jù)。但現(xiàn)有的斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)都或多或少存在一些問題，有些廠家續(xù)傳時(shí)，歷史數(shù)據(jù)的傳輸，會(huì)影響實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸，對集控中心的實(shí)時(shí)監(jiān)視造成影響；有些廠家只對歷史趨勢數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)，忽略了對中斷期間風(fēng)機(jī)及風(fēng)場統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的重算，造成統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的失準(zhǔn)。本文認(rèn)真分析了風(fēng)電集控系統(tǒng)斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)的問題和現(xiàn)狀，并結(jié)合我們在風(fēng)電系統(tǒng)實(shí)際建設(shè)過程中的經(jīng)驗(yàn)，提出了一種基于102規(guī)約實(shí)現(xiàn)風(fēng)電集控系統(tǒng)斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)的方法。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖1所示。

風(fēng)場側(cè)安全I(xiàn)區(qū)將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過專網(wǎng)通道，發(fā)送到集控側(cè)安全I(xiàn)區(qū)，然后再通過正向隔離裝置將數(shù)據(jù)發(fā)送安全Ⅲ區(qū)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)一般采用104規(guī)約的電力專用規(guī)約進(jìn)行發(fā)送。

圖1 風(fēng)電集控系統(tǒng)整體架構(gòu)

為了保證歷史數(shù)據(jù)的斷點(diǎn)續(xù)傳不影響實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸，每個(gè)風(fēng)場和集控中心分別建立一路單獨(dú)的通道來進(jìn)行續(xù)傳數(shù)據(jù)的傳輸。且對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了優(yōu)先級(jí)劃分，若有較高優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，則優(yōu)先發(fā)送該類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，避免由于續(xù)傳數(shù)據(jù)過多占用通道資源導(dǎo)致來不及發(fā)送高優(yōu)先級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，適用于具有編碼的比特串行數(shù)據(jù)的傳輸，我們主要使用了其對文件傳輸部分的標(biāo)準(zhǔn)定義。其對文件傳輸?shù)膱?bào)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(cè)來完成，續(xù)傳文件的格式定義如圖2所示。

其中風(fēng)場標(biāo)識(shí)符是1個(gè)3位數(shù)字，用來對風(fēng)場進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)，主站側(cè)解析續(xù)傳文件時(shí)，需要根據(jù)該標(biāo)識(shí)區(qū)分該續(xù)傳文件屬于哪個(gè)風(fēng)場。續(xù)傳文件的時(shí)間戳精確到秒，斷面文件的采樣周期可以根據(jù)需要進(jìn)行配置。續(xù)傳文件后綴采用定制的dat后綴進(jìn)行標(biāo)識(shí)，用來和其他類型文件進(jìn)行區(qū)分。續(xù)傳文件的內(nèi)容格式定義如表 2所示。

表1 102規(guī)約文件傳輸報(bào)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(chǔ)，點(diǎn)號(hào)和值中間用“，”分隔，以便于后續(xù)解析。對于子站側(cè)的采集服務(wù)，需要時(shí)刻檢測和主站側(cè)的通道狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)通道中斷，則需啟動(dòng)斷點(diǎn)續(xù)傳的相關(guān)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(cè)采集服務(wù)器的磁盤空間一般都不大，為避免續(xù)傳文件存儲(chǔ)過多而占用較大的磁盤，系統(tǒng)提供了對續(xù)傳文件過期刪除的功能，默認(rèn)存儲(chǔ)時(shí)間一般設(shè)為7天，自動(dòng)刪除7天之前的過期文件。

4 歷史數(shù)據(jù)插補(bǔ)

由于歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和大數(shù)據(jù)分析功能主要在安全Ⅲ區(qū)完成，因此集控安全I(xiàn)區(qū)收到斷點(diǎn)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(diǎn)續(xù)傳服務(wù)，定期掃描特定目錄，若檢測到有斷點(diǎn)續(xù)傳文件，則將其讀入內(nèi)存并解析。由于文件中存儲(chǔ)的是點(diǎn)號(hào)和值，需要將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的具體部件的量測值，如1#風(fēng)機(jī)的風(fēng)速等，然后才能將其更新到歷史數(shù)據(jù)庫中。在更新歷史數(shù)據(jù)庫時(shí)，首先需要檢測該部件對應(yīng)時(shí)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(shí)間戳對應(yīng)的量測值進(jìn)行更新。

5 指標(biāo)觸發(fā)重算

當(dāng)離線期間的續(xù)傳文件插補(bǔ)到數(shù)據(jù)庫后，需要重新計(jì)算離線時(shí)間段所涉及的日期內(nèi)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，否則會(huì)導(dǎo)致該日期的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)不準(zhǔn)確，且可能會(huì)造成離線期間風(fēng)機(jī)故障、遙信變位等一些關(guān)鍵事項(xiàng)記錄的缺失。由于續(xù)傳文件傳輸?shù)姆沁B續(xù)性，主站的斷點(diǎn)續(xù)傳服務(wù)無法預(yù)知子站的續(xù)傳文件是否已傳輸完畢，進(jìn)而無法選擇合適的時(shí)機(jī)觸發(fā)指標(biāo)重算，本文采用了兩種機(jī)制觸發(fā)指標(biāo)重算：（1）子站會(huì)在最后的續(xù)傳文件中置入續(xù)傳結(jié)束的標(biāo)記，當(dāng)主站讀到有結(jié)束標(biāo)記的續(xù)傳文件并解析入庫后，則立即觸發(fā)當(dāng)天的指標(biāo)重算流程；（2）每天零點(diǎn)時(shí)，若前一天有續(xù)傳文件入庫，且還未收到續(xù)傳結(jié)束標(biāo)記，則觸發(fā)前一天的指標(biāo)重算流程。

6 結(jié)語

本文提出了一種基于102規(guī)約實(shí)現(xiàn)風(fēng)電集控系統(tǒng)斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)的新思路，并在實(shí)際項(xiàng)目中進(jìn)行了部署和驗(yàn)證，結(jié)果表明，本文提出的斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)穩(wěn)定、有效，能夠?yàn)轱L(fēng)電集控系統(tǒng)的監(jiān)視應(yīng)用提供連續(xù)可靠的歷史趨勢數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，滿足了集控中心可靠運(yùn)行的需要，具有較好的工程意義。