集团级新能源大数据标准化采集技术研究

张舒翔

大唐可再生能源试验研究院 北京 100035

摘要：随着新能源行业的快速发展，由于设备安装地点的特性，为新能源数据的获取及统计分析工作带来挑战。为实现集团公司级新能源资产集中生产运营管理，为诊断分析、经济运行、技术支持等工作提供数据支撑，为各现场运营提供技术指导与运维建议，依据自主可控、技术先进、数据全面、传输稳定、节约成本等原则，采用新能源数据标准化采集技术，将新能源设备实时数据统一采集并接入新能源大数据平台。

关键词：新能源；标准化；数据采集；大数据

1 引言

目前，国内各风电公司投产的风电场数量庞大，单个集团级的风电场超过300个，存在风电场分散较广、风机厂商数量庞大、风机主控类型也较多、存在数据点表不统一的问题，因此，风电数据采集亟待进行快速的、标准化的采集。各省公司风电集控中心建设情况参差不齐，功能各不相同，还有部分未建设集控中心的省公司，无法满足风电安全生产管理要求。通过新能源数据的标准化采集，实现风电数据的完全共享，为各公司、集团级的各类应用系统提供数据支撑，降低系统建设成本，提高集团公司风电安全管理水平。

2 大数据采集思路

采集原则

1、先进性和前瞻性：系统建设采用符合未来发展趋势而适当超前的、先进的、开放的设计方案，在建设中则采用流行的、成熟的、先进的计算机软件技术、开发模式和管理方式。

2、实用性：根据各省公司的实际和今后五年内对综合环境的要求，并有适当的超前，设定该系统的功能及性能的具体指标。同时，还应避免由于过高的设置和技术参数，而带来的设备、设施、规模和档次不必要的提高，造成项目投资总额过大。

3、扩展性：平台系统软硬件及实时数据库建设满足近期装机容量，同时满足企业自身发展的需要，为今后扩充升级留有足够余地，以保护投资。同时，平台系统在未来应用需求增加时，能够满足系统功能的扩展。

4、开放性：作为专业的平台系统，具有良好的开放性，符合相关的行业标准，充分保障系统对其他应用系统的数据开放。

5、可靠性和稳定性：选用技术成熟、运行稳定的产品，在设备选型、网络设计、软件设计等各个方面充分考虑系统的软件、硬件等各个方面可靠性和稳定性。

6、安全性和规范性：系统的设计及研发应用均遵从国家、行业及集团公司有关标准规范。

技术路线

在风电场部署前置服务器，安装采集及转发软件，通过获取风机环网的通讯信息根据通信协议对通信报文进行解析，或者从风机SCADA系统转发软件获取数据，将已采集的实时数据、状态码、故障码等数据点表与集团公司风电数据采集技术规范进行对照，完成数据标准化工作。将风电场采集到的数据传送到省公司前置服务器的实时数据库，再通过镜像上传至新能源大数据平台前置服务器。

在省公司Ⅲ区部署前置服务器，安装实时数据库，由各区域集控中心软件系统集成厂家采用统一的数据通信方式将原始数据接入实时数据库，数据采集范围为集控中心所有数据点，未建设集控中心的省公司，在省公司内网部署一套实时数据库系统，接收风电场传送上来的数据，然后再通过镜像的方式将省公司前置服务器实时数据库的数据上传至新能源大数据平台前置服务器。

在新能源大数据平台中心侧部署实时数据库以及服务器的软硬件，新能源大数据平台实时数据库系统通过镜像功能与省公司（区域集控中心）侧保持数据实时同步，统一管理所有接入的风电数据，并支撑上层应用。中心侧实时数据库内的标签点完全实现标准化编码，为将来大数据分析与应用打下坚实的基础。

系统特点

该系统具有数据完全共享、快速获取数据、边缘侧数据治理、传输高效可靠、系统可维护性高、系统可控性高等优势。

数据快速接入

将实时数据库前置于省区域集控侧，各区域集控系统集成厂家将原始数据直接接入本地实时数据库，数据接入方无需应对通道传输质量对远程通讯的影响，也无需考虑数据标准化编码带来的繁重工作量，可以极大的降低数据接入方软件开发难度，缩短开发周期，有利于尽快将全部数据接入系统。

并且实时数据库已经采取了有效的机制可以使通道传输质量对通讯的影响降到最低。在传输网络通讯中断时，前端的实时数据库会在磁盘上缓存待传输的数据，在通讯恢复后，镜像机制会将缓存的数据补传到后端的实时数据库，从而保证数据的连续性和完整性。

系统维护便捷

在风电场级、省区域级、集团级部署实时数据库，可以对各级的数据完全掌控，方便软件配置及规则修改，同时，集团公司各单位或各平台系统均可从各级前置服务器数据库中调取数据，降低后期数据采集成本。

实时数据库具备维护及管理功能，可实现各省公司（集控中心）侧实时数据库的远程维护，简化了维护环节。易维护对标准化编码尤其重要，未来面对大数据平台、新增高级应用、集团的更高要求，标准化编码将逐步完善，系统可能多次面临数百万点的编码修改，此方案中原始数据和标准编码数据双表对照清晰明了，双表统一管理，操作简单、便于纠错，也方便编码规则改变后的快速修改更新。

关键系统要求分析

数据标准输出

采集软件与风机PLC、能量管理平台或SCADA系统建立通讯，采集风机全部运行数据。逐一解读采集到的风机数据，使各种输出数据的点数相同、类型相同、含义相同，完成标准化输出。全面梳理各风电场风机的型号、点表、故障代码、风机运行状态，并进行标准化整理，实现风机数据点、风机状态码、风机故障码的三统一。

数据存储

风电场数据采集终端具有至少保存半年数据的可扩展的存储能力，同时可也以向指定的存储设备采集数据，实现数据的长期保存。风电数据标准化采集系统上传的数据包含时间戳。在通讯中断时，风电数据标准化采集系统至少保存7天内的数据，在通讯恢复后，继续上传到省公司（区域集控中心），以保证关键统计数据的连续性和准确性。

断点续传

通讯正常时，采集系统实时接收集控系统风电场数据；通讯中断时，采集系统应至少保存168小时内的数据，并实时记录中断时长；通讯恢复后，进行实时数据和历史数据双数据流传输，优先保证实时数据传输，续传完成后恢复正常数据流。

通讯规约

采集系统与风电机组、原集控中心集控系统和数据平台通讯使用通用的接口协议、102规约、104规约、Modbus协议、OPC协议等。并且提供接口调试工具和界面，可方便地监视、修改、配置指定通道的收发源码、遥测一览表、遥信一览表、通道状态等数据。

数据轮询

对风电场数据进行周期性的查询采集，获取当前最新数据，并可根据数据类型设定优先级。接于不同通道或端口的采集装置，应采用时间并行方式进行发送；共享一个通信或端口的采集装置，应以顺序方式进行发送，轮询周期可设置。轮询应提供数据全扫描召唤功能，支持定时、人工启动等方式。

4 结论

设计统一的风电数据采集模式，制定数据标准化采集规范，完成全部集团公司级的大数据接入新能源大数据平台。构建集团公司级的大数据采集系统，实现数据与应用的解耦以及数据完全共享，降低数据获取的成本。完成风电数据治理，为新能源大数据平台的数据管理体系、数据深层次挖掘分析体系、应用系统的建设提供数据支撑。

参考文献

[1] 路小俊，基于OPC技术的风电厂数据采集与监控系统方案，绿色电力自动化，2008，32(23)

[2] 白道华，风电大数据生产调度平台建设中的关键技术研究，能源技术，2018，39(4)

作者简介:张舒翔，男，工程师，主要从事新能源、信息化、网络安全防护等专业，开展相关技术研究、成果应用、技术改造等工作。