泛在电力物联网环境下的省区级风电场群智能运维系统

技术领域

本发明涉及风电场运维技术领域，具体而言，涉及一种泛在电力物联网环境下的省区级风电场群智能运维系统。

背景技术

目前建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是要建设运营好“两网”，包括“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。泛在电力物联网，是指围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。

电网的运营调度包括各个方面的协调。风电的调度运维，尤其省级调度是电网调度中的一个组成部分，一个智能化的省区级运维系统将为调度带来很大保障和便捷。

现阶段风电场的运维现状是以风电场为单位进行的单个风电场运维，在运行数据的同步、设备健康状况的诊断、备品件供应等方面并没有形成有效的互联互通和有效规划，导致省区内多个风电场的整体运维效果不理想。

发明内容

本发明解决的问题是现有单个风电场运维的方式，省区内多个风电场的整体运维效果不理想的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种泛在电力物联网环境下的省区级风电场群智能运维系统，包括：运行数据采集存储子系统、生产调度子系统、能量调节子系统及风机健康度诊断子系统；运行数据采集存储子系统，用于采集及存储省区内各风电场的运行数据；生产调度子系统，用于接收电网发送的调度命令，以及将所述调度命令分解为所述各风电场的调度分解指令及其他子系统的协助执行指令；能量调节子系统，用于将有功及无功能量负荷分配至所述各风电场，及对有功及无功能量负荷进行实时调节；风机健康度诊断子系统，用于对所述各风电场的风电机组设备进行健康状况诊断，以及将健康状况诊断结果发送至能量调节子系统。

可选地，还包括备品件供应物联子系统，用于存储省区内各备品库房中备品件的信息，以及调拨管理所述备品件。

可选地，还包括移动运维终端管理子系统，用于将省区内相关公共信息及风电场运行数据发送至移动运维终端，以向所述移动运维终端提供风电场交互功能接口。

可选地，所述生产调度子系统，用于结合所述调度命令、所述各风电场的风电机组设备的健康状况诊断结果、所述省区内各备品库房中备品件的信息分解所述调度命令。

可选地，所述生产调度子系统，包括智能判断模块和任务分解模块；所述智能判断模块，用于根据电网发送的调度命令、所述各风电场的运行数据和其他子系统上送的信息进行智能判断，得到判断结果任务流；所述任务分解模块，用于将所述判断结果任务流分解为所述各风电场的调度分解指令及其他子系统的协助执行指令。

可选地，所述能量调节子系统，包括能量计算模块和能量分配模块；所述能量计算模块，用于根据所述各风电场的当前负荷情况、风机健康状况和风场风况信息计算所述各风电场的有功或无功可调节余量；所述能量分配模块，用于根据生产调度子系统发送的有功及无功能量调节指标、所述各风电场的有功或无功可调节余量，将所述有功及无功能量调节指标分解至具有可调余量的风电场。

可选地，所述风机健康度诊断子系统包括健康度诊断模型，所述健康度诊断模型用于对所述各风电场的风电机组设备的健康状况进行诊断，获取风机健康度评分。

可选地，所述风机健康度诊断子系统还用于对故障风电机组设备进行专家团队在线分析诊断，以及预测恢复运行时间。

可选地，所述备品件供应物联子系统还用于确定距离亚健康状态的风机最近的同配型部件所在库房；以及将所述所在库房的信息发送至移动运维终端。

可选地，所述备品件供应物联子系统还用于定时发起备品件补存请求。

本发明实施例提供的泛在电力物联网环境下的省区级风电场群智能运维系统，以省区级为单位进行智能运维，将调度和运维进行互通整合，同时考虑设备健康度及备品件的供应物联网系统，将调度、运维、设备健康度诊断等各方面风电场进行广泛互联交互，从而提高生产运维效率，改善服务质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的生产调度命令的分解和协助执行流程示意图；

图2为本发明实施例提供的能量调节子系统的执行流程示意图；

图3为本发明实施例提供的省区级风电场群智能运维系统的结构示意图。

附图标记说明：

301-运行数据采集存储子系统；302-生产调度子系统；303-能量调节子系统；304-风机健康度诊断子系统；305-备品件供应物联子系统；306-移动运维终端管理子系统。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现阶段风电场的运维现状是以风电场为单位进行的单个风电场运维，在运行数据的同步、设备健康状况的诊断、备品件供应等方面并没有形成有效的互联互通和有效规划。因此，泛在电力物联网下省区级运维系统这个方向目前是一个空缺。本发明基于这一现状，以目前的泛在电力物联网的建设环境为切入点，提出一种泛在电力物联网环境下的省区级风电场群智能运维系统，以此给风电行业运维平台建设探索出一个新的方向。

本发明旨在打造一个省级智能运维系统，该系统可以将省级的调度信息、省区内各风电场的运行实时数据、能量调节信息、设备健康度诊断信息、备品件库存信息及运维移动终端设备信息进行合理整合互联，实现省区内风电生产各个环节万物互联、人机交互，状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的智能运维系统，为省控区域内安全经济运行、提高运维效率、改善运维服务质量，提供强有力的平台支撑。

上述泛在电力物联网环境下的省区级风电场群智能运维系统由于其大量的信息互通需求，硬件方面可以采用5G通信网络支撑。

本发明实施例提供了一种泛在电力物联网环境下的省区级风电场群智能运维系统，可以包括以下子系统：运行数据采集存储子系统、生产调度子系统、能量调节子系统及风机健康度诊断子系统。各子系统的功能说明如下：

(1)运行数据采集存储子系统，用于采集及存储省区内各风电场的运行数据。该运行数据采集存储子系统可以将各个风电场设备的运行数据实时传送给大数据中心或云平台系统，对所有运行历史数据进行全部存储，上述数据可以用于实时数据交互和数据分析，为其他子系统决策提供依据。

(2)生产调度子系统，用于接收电网发送的调度命令，以及将调度命令分解为各风电场的调度分解指令及其他子系统的协助执行指令。

该生产调度子系统提供与电网调度的接口，可以接收电网下达的调度命令，运筹规划省区内调度命令的分解和协助执行调度命令，将调度结果实时反馈给电网，调度命令子系统同时担当省区内运营管理工作。

具体地，生产调度子系统，用于结合调度命令、各风电场的风电机组设备的健康状况诊断结果、省区内各备品库房中备品件的信息分解调度命令。

需要说明的是，本发明将调度和运维进行互通整合。首先，相对于传统系统中调度和运维是独立的情况，本发明中调度和运维是寓于一体的，通过一定的逻辑判断进行的有机整合，在命令执行、信息反馈方面都是信息互通互联的，体现出发在电力物联网的背景；其次，本发明中生产调度子系统作为所有子系统中总领性子系统，其调度指令的下发考虑了风机健康度、备品件的供应、移动终端系统等各运维方面的信息作为调度决策的输入，构成了调度内有序运维、运维中反馈调度的有序统一的整合体。

可选地，该生产调度子系统包括智能判断模块和任务分解模块。智能判断模块，用于根据电网发送的调度命令、各风电场的运行数据和其他子系统上送的信息进行智能判断，得到判断结果任务流；任务分解模块，用于将判断结果任务流分解为各风电场的调度分解指令及其他子系统的协助执行指令。

参见图1所示的生产调度命令的分解和协助执行流程示意图，当接到电网调度指令，智能判断模块将对电网调度指令、运行状态数据(来自运行数据采集存储子系统)和其他子系统上送信息作为输入条件，进行智能判断，将判断结果任务流输出给任务分解模块，任务分解模块将任务科学的配置到要参与执行调度命令的风电场和参与协助调节的其他子系统中，下送调度指令流以及其他子系统协助执行信息，使主执行风场和协助调解的子系统能够有机协调执行调度命令。

(3)能量调节子系统，用于将有功及无功能量负荷分配至各风电场，及对有功及无功能量负荷进行实时调节。能量调节子系统可以在省区内执行网调的负荷命令，对关口负荷进行监测，动态实时调整能量。

具体地，能量调节子系统可以包括能量计算模块和能量分配模块；能量计算模块，用于根据各风电场的当前负荷情况、风机健康状况和风场风况信息计算各风电场的有功或无功可调节余量；能量分配模块，用于根据生产调度子系统发送的有功及无功能量调节指标、各风电场的有功或无功可调节余量，将有功及无功能量调节指标分解至具有可调余量的风电场。

参见图2所示的能量调节子系统的执行流程示意图，能量计算模块以当前各场群负荷情况、风机健康度状况和场群风况信息等作为输入，实时计算各场群有功或无功可调节余量，将可调节余量作为计算结果输出给能量分配模块。当能量分配模块收到生产调度子系统输入的有功及无功能量调节指标时，结合能量计算模块的可调节余量计算结果，对能量调节指标进行分解智能分配，合理地分配到具有可调余量的场群中，下送能量调节指令流以及其他子系统参考信息，以执行有功及无功的增减。

(4)风机健康度诊断子系统，用于对各风电场的风电机组设备进行健康状况诊断，以及将健康状况诊断结果发送至能量调节子系统。

风机健康度诊断子系统包括健康度诊断模型，健康度诊断模型用于对各风电场的风电机组设备的健康状况进行诊断，获取风机健康度评分。其中，可以直接调用风电整机厂家已有模型。风机健康度诊断子系统还用于对故障风电机组设备进行专家团队在线分析诊断，以及预测恢复运行时间，提供给调度命令子系统做运营规划。

风机健康度专家诊断子系统可以对省区内各个风电机组设备的健康状况进行诊断，依托数据传输存储子系统的支持，通过健康度诊断模型对运行中风电机组健康状况进行提前判断，为能量调节子系统提供健康信息，通过健康度评分识别，使能量调节系统分配能量时能够避开亚健康风机。

本发明实施例提供的泛在电力物联网环境下的省区级风电场群智能运维系统，以省区级为单位进行智能运维，将调度和运维进行互通整合，同时考虑设备健康度及备品件的供应物联网系统，将调度、运维、设备健康度诊断等各方面风电场进行广泛互联交互，从而提高生产运维效率，改善服务质量。

进一步，上述省区级风电场群智能运维系统还可以包括备品件供应物联子系统，用于存储省区内各备品库房中备品件的信息，以及调拨管理备品件。进一步，备品件供应物联子系统还用于确定距离亚健康状态的风机最近的同配型部件所在库房；以及将所在库房的信息发送至移动运维终端。

备品件供应物联子系统可以负责省区内所有备品库房中库存的备品件信息的管理和备品件调拨管理，同时和风机设备各个子部件识别码保持信息物联。在风机健康度专家诊断子系统诊断到风机有子部件处于亚健康状态时，备品件供应物联子系统能够找出举例亚健康风机地理位置最近的库房中库存的同配型部件，调拨给风机更换，同时定时自动提起备品件补存信息。传统的运维系统并未将备品件供应纳入运筹考虑，本发明实施例的智能运维系统包括了备品件的供应物联网系统。

进一步，上述省区级风电场群智能运维系统还可以包括移动运维终端管理子系统，用于将省区内相关公共信息及风电场运行数据发送至移动运维终端，以向移动运维终端提供风电场交互功能接口。

移动运维终端管理子系统，可以将省区内相关公共信息以及基于终端位置定位的所属风电场信息实时传给携带终端设备的运维人员，同时具有与终端不同权限的交互功能，使携带终端设备的运维人员能够随时随地了解风电场情况，同时进行简单的人机界面操作。传统的运维系统并无移动终端设备，本发明实施例的智能运维系统包括了移动终端管理系统。

参见图3所示的省区级风电场群智能运维系统的结构示意图，在软件结构方面，可以包括以下六大子系统：一个运行数据采集存储子系统301、一个生产调度子系统302、一个能量调节子系统303、一个风机健康度诊断子系统304、一个备品件供应物联子系统305、一个移动运维终端管理子系统306。

如图3所示省区内风电场包括风电场1、风电场2……风电场n，其日常运行数据传给运行数据采集存储子系统，运行数据采集存储子系统对数据进行存储和初步处理，来供其他5个子系统进行进一步专业精确的数据分析及自动识别判断使用。6个子系统实时进行信息互通，任何一个子系统的信息都及时传给其他5个子系统，供其他子系统及时判断决策，同时防止了指令重叠。

除数据采集存储子系统外的其他5个子系统，将各自子系统对省区内的指令信息随时下达到远方的风电场。生产调度子系统将省区内运营调度命令传达给风电场；能量调节子系统负责发出能量调节指令；风机健康度诊断子系统负责发出风机健康度状况及维护信息提示；备品件供应子系统发出相应风机损坏件在省区内的各个库房的存储及供应信息；移动终端管理子系统负责将相关风电机组信息推送给省区内对应风电场人员移动终端设备上，供运维人员及时了解。

上述系统为大整合统一系统，在风电生产的集中监控运维的大趋势下具有规模化整体效益，能够使泛在电力物联网生产集控一步安装到位，免去了传统的各个系统分别安装布置的麻烦

本实施例提供的省区级风电场群智能运维系统，可以实现省区内风电生产各个环节万物互联、人机交互，状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的智能运维系统，为省控区域内安全经济运行、提高运维效率、改善运维服务质量，提供强有力的平台支撑。在泛在电力物联网的发展趋势下，将调度、运维、设备健康度诊断、备品件供应系统等各方面风电场进行广泛互联交互，提高了生产运维效率，改善了服务质量。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

当然，本领域技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，是可以通过计算机程度来指令控制装置来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程，其中所述的存储介质可为存储器、磁盘、光盘等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。