關于102規約的風電集控系統斷點續傳技術

鄭欽，張真真，唐宏芬

（中國大唐集團新能源科學技術研究院有限公司，北京 100040）

隨著風力發電技術的發展，風電場越來越多，為了方便對風電場進行統一管理，發電集團一般會建立多個區域的集控中心，每個區域的集控中心負責匯集附近若干個風電場的所有數據，進行統一的監控和管理。目前，風電場與集控中心之間的鏈路一般為電力專線或運營商專線，且以運營商專線居多。由于多方面的原因，專線通信異?；蛑袛嗟那闆r時有發生。在專線中斷期間，風電場采集的數據無法正常上傳到集控中心，造成集控中心側數據的缺失，并對后期各種生產指標的計算產生較大影響。

為了避免這種情況的發生，風電集控系統一般都要求具備斷點續傳的功能，即當專線中斷時，風電場側的采集設備能夠暫存所采集的電場數據，當專線恢復時，需要把風場側暫存的數據續傳到集控中心側，補充缺失的數據。但現有的斷點續傳技術都或多或少存在一些問題，有些廠家續傳時，歷史數據的傳輸，會影響實時數據的傳輸，對集控中心的實時監視造成影響；有些廠家只對歷史趨勢數據進行插補，忽略了對中斷期間風機及風場統計指標的重算，造成統計指標的失準。本文認真分析了風電集控系統斷點續傳技術的問題和現狀，并結合我們在風電系統實際建設過程中的經驗，提出了一種基于102規約實現風電集控系統斷點續傳技術的方法。

1 系統架構

系統的整體架構如圖1所示。

風場側安全I區將采集的實時數據通過專網通道，發送到集控側安全I區，然后再通過正向隔離裝置將數據發送安全Ⅲ區。實時數據一般采用104規約的電力專用規約進行發送。

圖1 風電集控系統整體架構

為了保證歷史數據的斷點續傳不影響實時數據的傳輸，每個風場和集控中心分別建立一路單獨的通道來進行續傳數據的傳輸。且對實時數據進行了優先級劃分，若有較高優先級的實時數據需要發送時，則優先發送該類實時數據，避免由于續傳數據過多占用通道資源導致來不及發送高優先級實時數據的情況。

2 102規約簡介

IEC610870-5-102規約屬于電力行業的標準規約，適用于具有編碼的比特串行數據的傳輸，我們主要使用了其對文件傳輸部分的標準定義。其對文件傳輸的報文定義如表1。

3 續傳文件的生成與傳輸

續傳文件的生成在子站側來完成，續傳文件的格式定義如圖2所示。

其中風場標識符是1個3位數字，用來對風場進行唯一標識，主站側解析續傳文件時，需要根據該標識區分該續傳文件屬于哪個風場。續傳文件的時間戳精確到秒，斷面文件的采樣周期可以根據需要進行配置。續傳文件后綴采用定制的dat后綴進行標識，用來和其他類型文件進行區分。續傳文件的內容格式定義如表 2所示。

表1 102規約文件傳輸報文定義

圖2

表2 續傳文件格式定義

為了便于解析和查看，文件采用可讀的文本方式存儲，點號和值中間用“，”分隔，以便于后續解析。對于子站側的采集服務，需要時刻檢測和主站側的通道狀態，一旦發現通道中斷，則需啟動斷點續傳的相關工作，具體流程如圖3續傳文件生成流程所示。

圖3 續傳文件生成流程

另外，子站側采集服務器的磁盤空間一般都不大，為避免續傳文件存儲過多而占用較大的磁盤，系統提供了對續傳文件過期刪除的功能，默認存儲時間一般設為7天，自動刪除7天之前的過期文件。

4 歷史數據插補

由于歷史數據的存儲和大數據分析功能主要在安全Ⅲ區完成，因此集控安全I區收到斷點續傳文件后，將續傳文件通過正向隔離裝置繼續發到安全Ⅲ區。由安全Ⅲ區完成續傳文件的后續處理工作，主要流程包括：在Ⅲ區部署專門的斷點續傳服務，定期掃描特定目錄，若檢測到有斷點續傳文件，則將其讀入內存并解析。由于文件中存儲的是點號和值，需要將其轉換為對應的具體部件的量測值，如1#風機的風速等，然后才能將其更新到歷史數據庫中。在更新歷史數據庫時，首先需要檢測該部件對應時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，則需要將該時間戳對應的量測值進行更新。

5 指標觸發重算

當離線期間的續傳文件插補到數據庫后，需要重新計算離線時間段所涉及的日期內的統計指標，否則會導致該日期的統計指標不準確，且可能會造成離線期間風機故障、遙信變位等一些關鍵事項記錄的缺失。由于續傳文件傳輸的非連續性，主站的斷點續傳服務無法預知子站的續傳文件是否已傳輸完畢，進而無法選擇合適的時機觸發指標重算，本文采用了兩種機制觸發指標重算：（1）子站會在最后的續傳文件中置入續傳結束的標記，當主站讀到有結束標記的續傳文件并解析入庫后，則立即觸發當天的指標重算流程；（2）每天零點時，若前一天有續傳文件入庫，且還未收到續傳結束標記，則觸發前一天的指標重算流程。

6 結語

本文提出了一種基于102規約實現風電集控系統斷點續傳技術的新思路，并在實際項目中進行了部署和驗證，結果表明，本文提出的斷點續傳技術穩定、有效，能夠為風電集控系統的監視應用提供連續可靠的歷史趨勢數據和統計指標數據，滿足了集控中心可靠運行的需要，具有較好的工程意義。