風電管控一體化系統開發

張丹

摘要 風電作為一種最有效的節能減排方式逐漸的被人們所認可，但隨著風電大規模的建設，風電的管理水平與信息化建設都遠遠跟不上風電場的發展。風電管控一體化系統，以實現電廠風電管控一體化為依據，進行實時數據的采集、存儲、計算和分析，同時上連其他業務系統，實現信息共享，為風電場自動化、信息化和經濟運行提供基礎平臺。為下屬風電企業提供以安全生產為目標的信息化服務平臺，對下屬各風電場的生產運行過程進行指導、監督及跟蹤管理。以安全生產管理為核心，實現對風電場生產過程的全過程跟蹤與管理，以及對各類信息進行匯總、統計和分析。通過本文研究開發風電管控系統，有助于實現風電企業的生產管理信息化。

【關鍵詞】風電 JAVA EE MDA

1 本文研究的目的意義

隨著我國發電企業改革及國家對新能源項目的重視的不斷加深，對新能源發電企業的生產及經營管理提出了更高的要求，特別是利用風能發電更是引起人們高度重視，風能的地位和作用日益突出出來，這些都要求風電企業要建設或改造一個滿足風電企業商業化運營與標準化管理的信息技術支持系統，為企業的生產、運行提供方便快捷的信息處理手段，為各級主管提供有效的管理工具和決策支持工具，從而優化企業資源配置，提高管理效率和生產效率。

2 技術關鍵及解決辦法

2.1 基于業務模型驅動（MDA）的架構

MDA是 由OMG （Object ManagementGroup，國際對象管理集團）提出來的。其核心思想是抽象出與實現技術無關、完整描述業務功能的核心平臺無關模型（PIM，PlatformIndependent Model），然后針對不同實現技術制定多個轉換規則，通過這些轉換規則及輔助工具將PIM轉換成與具體實現技術相關的平臺相關模型（PSM，Platform SpecificModel），最后將經過充實的PSM轉換成代碼。通過PIM和PSM，MDA的目的是分離業務建模與底層平臺技術，以保護建模的成果不受技術變遷的影響。

使用MDA技術，可以通過模型的定義，平臺自動解析并運行模型。提高了軟件的開發效率，并使得二次開發變得容易。系統實施人員只需要關注企業業務的優化和抽象，并以模型的方式定義出來就可以得到最接近最后實現的模型。這種方式大大縮短了需求到系統產生的周期，加快了效率也提高了用戶參與系統的積極性。

2.2 統一而開放的系統架構

產品平臺建立了一個統一的核心平臺，并上實現了統一的API和業務模塊化構件，每個業務模塊都是一個相對獨立的模塊，并且每個模塊的相關頁面也是可以獨立管理。通過開放性的架構實現了系統的高度可適應性，便于企業根據應用的深入而分步驟分期實現企業的整體應用實施，降低信息化項目實施的風險，提高項目實施的質量。

在管理系統中，系統的每個模塊都是一個可嵌入的模塊，可無縫的成為系統有機一部分。

2.3 基于JAVA的B/S模式

系統采用全B/S結構來構建系統，對客戶端處理瀏覽器外沒有特別的要求。最大化的減少了對客戶端系統的維護和依賴。在對瀏覽器器的兼容性上，實現了在IE5.5/IE6/IE7 /IE8以及剛推出的IE9的兼容，確保了對客戶環境依賴性的最小。

系統采用JAVA EE的分層架構，實現了邏輯的解耦和分離。同時采用JAVA架構符合電力行業企業級應用的需求，也確保了和其他系統的交互。

系統采用全B/S結構來構建系統，對客戶端處理瀏覽器外沒有特別的要求。最大化的減少了對客戶端系統的維護和依賴。

開放的系統架構，方便二次開發和個性化定制。系統基于開放的架構，提供開放的API體系，通過二次開發或定制可以實現與其他系統的無縫結合。避免信息孤單的產生。

3 系統開發研究

生產管理信息系統必須適應風電場的科學化管理，對風場的工作進行流程化、規范化、標準化管理，生產管理信息系統的建立應基于開放式網絡平臺，充分發揮系統平臺、網絡和軟件等總體集成的效能，結合計算機技術和通信技術的最新發展，充分利用計算機互聯網及Intranet技術、多媒體新技術、數字通信技術，寬帶網絡技術等，以便于數據資源的共享，軟件系統的移植和推廣，硬件設備和網絡設備的更新和擴充，并適應發電企業改革的變化。

3.1 方法和步驟

3.1.1 主要任務

業務流程調研和業務流程討論，實現業務流程的重構和優化;業務數據的收集、實現業務數據的整理加工;收集并分析整理各類的業務報表、業務單據以及相關規章制度;獲得并分析整理第一手的需求，包含功能需求、流程需求、數據需求等;獲得并分析整理非功能性的需求，例如性能需求、安全需求、環境需求、用戶交互方式界面需求等。

3.1.2 分析設計

根據需求報告，進行系統設計工作，包括架構設計、功能設計、界面設計、接口設計和數據庫設計等工作。需要以可靠性為中心的檢修維護管理、以可靠性為中心的運行管理和人力資源管理三方面作為有力支撐。

3.1.3 開發實現

根據需求報告和系統概要設計進行詳細分析設計，并完成編碼實現，以及開發組的內部測試。

3.2 功能模塊設計

3.2.1 生產技術管理

生產技術管理子系統滿足業主單位公司各梯級電站生產技術管理的信息化需要，實現各類生產設備臺賬信息、設備檢修試驗、設備異動信息、設備報廢、設備評價以及技術監督等生產管理事務的信息化管理，以實現提高設備健康水平、提高生產效益、提高生產管理水平的目的。

3.2.2 生產運行管理

實現風力發電企業運行工作的日常管理以及相關事務管理。降低風電場運行一體化管理存在的風險，保證運維一體化管理適應公司的發展需要，從而達到人力資源效能最大化、設備可利用率有效提升、生產運營成本同比降低的目標。

3.2.3 兩票管理

兩票是生產維護運行中重要的工作，是我國電力安規的基本要求。兩票包含工作票和操作票，系統提供對生產維護過程中工作票和操作票的管理。實現對兩票管理的信息管理和兩票過程狀態的跟蹤管理，包括：操作票的開票、簽發、打印、完結、驗收，以及多種工作票的開票、簽發、許可、打印、執行、終結、交待、驗收的管理。系統支持對典型操作票和標準工作票的信息管理，通過一定的數據積累能自動生成典型操作票和標準工作票。

3.2.4 物資管理

物資管理以物資庫存為基礎、以計劃為導向，通過應用該系統，物資部門可以進一步規范物資管理，提高物資管理水平和物資工作效率，及時為計劃部門、工程管理部門、工程主管部門、財務部門等提供實時準確的信息，為控制工程費用、降低生產成本及工程預決算提供重要依據，為企業提高管理水平和經濟效益發揮較為重要的作用。

3.2.5 廠級實時監控系統

電廠廠級生產管理監控信息系統是一套以電廠生產過程中所涉及的各種控制、監測、計量等系統為基礎，集實時數據采集、加工、顯示、存儲為一體的完整的解決方案。其目的是為了更好地實現發電企業安全、經濟運行，提升企業的整體效益和在未來競價上網中的競爭優勢。

實時監控系統屬于廠級生產過程自動化的范疇，通過采用多個接口/接口機連接全廠各個機組DCS和輔助車間控制系統，進行實時數據的采集、存儲、計算和分析，同時上連其他業務系統，是實時控制系統與MIS的中間橋梁，在整個電廠范圍內實現信息共享，為電廠自動化、信息化和經濟運行提供基礎平臺

通過實施實時監控系統，可方便實現機組、風機性能在線監測、能損分析、機組運行方式優化、機組間經濟負荷調度、發電成本核算、設備動態管理等業務，從而降低發電企業的能耗、實現科學分配機組負荷、延長設備使用壽命，減少重大事故的發生，最終獲取最大的經濟效益。同時為企業進行信息化建設，真正實現“管、控、營”一體化提供強有力的支撐。

3.2.6 系統管理

系統管理主要包含組織機構管理、用戶與權限管理、業務參數管理、系統日志與審計管理、系統配置管理等。系統管理主要由系統管理員來完成，一般用戶不能進入系統管理模塊。

4 結論

應用JAVA EE技術和基于MDA的架構來研究開發面向電廠領域的風電管控一體化系統。通過采用多種接口連接全廠各個風機和輔助車間控制系統，進行實時數據的采集、存儲、計算和分析，同時上連其他業務系統，實現信息共享，為風電場自動化、信息化和經濟運行提供基礎平臺。為下屬風電企業提供以安全生產為目標的信息化服務平臺，滿足下屬各風電企業生產數據統計、分析和匯總的需要，便于對下屬各風電場的生產運行過程進行指導、監督及跟蹤管理。以安全生產管理為核心，實現以設備臺賬為基礎，以工作單的提交、審批、執行為主線，通過工作流管理的技術手段，將風電場中的生產流程、資金流、物流、信息流等有機地整合在一起，實現對風電場生產過程的全過程跟蹤與管理，實現對風電生產和使用過程中的各類信息進行匯總、統計和分析。通過研究開發風電管控一體化系統，從而實現風電企業生產管理信息化的目標。

參考文獻

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