分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計與工程實踐

（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，黃驊 061100）

分布式風(fēng)力發(fā)電專門用來指利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行風(fēng)能采集，然后將每一個發(fā)電機(jī)作為一個分布式電源，最終將風(fēng)能集中轉(zhuǎn)化為電能的電力系統(tǒng)。它是一種新型的、有很大的發(fā)展空間和發(fā)展前景的發(fā)電技術(shù)，可以很好的發(fā)揮出能源綜合利用的優(yōu)勢。而通過物聯(lián)網(wǎng)的感知、傳輸、應(yīng)用服務(wù)的三層合一的特點和優(yōu)勢，可以更好的發(fā)揮出分布式風(fēng)力發(fā)電的綜合性優(yōu)勢，對于其在我國的發(fā)展有著很大程度的積極意義。下面對分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)計和實踐進(jìn)行分析介紹。

1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)在實際的物理世界的應(yīng)用拓展和網(wǎng)絡(luò)化延伸，利用其核心的傳感器技術(shù)進(jìn)行對物理世界的感知和識別，進(jìn)行相關(guān)信息的采集匯總，傳遞到互聯(lián)網(wǎng)上，通過計算、處理和統(tǒng)計，實現(xiàn)人與物、物與物的交互。物聯(lián)網(wǎng)因為其特性在我國的工業(yè)領(lǐng)域有很好的發(fā)展，通過物聯(lián)網(wǎng)的概念，將工業(yè)監(jiān)控實施的更加徹底，實現(xiàn)更加廣而深的工業(yè)信息采集處理。

2 分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺總體設(shè)計

由于當(dāng)前我國的風(fēng)力發(fā)電的推廣出現(xiàn)了一定的瓶頸，因此迫切的需要新的技術(shù)力量的融入。當(dāng)前的技術(shù)手段和科技水平，還存在著一定的限制，使得其電力的供應(yīng)還十分的不穩(wěn)定，出現(xiàn)各種各樣的意外情況。為了提升其發(fā)展速度和發(fā)展空間，采用物聯(lián)網(wǎng)平臺結(jié)合的方式進(jìn)行推廣和支持，使得風(fēng)力發(fā)電這種十分環(huán)保的發(fā)電方式在我國大范圍的鋪展開來。針對風(fēng)力發(fā)電的特點，我們利用物聯(lián)網(wǎng)的特性構(gòu)建一個對其進(jìn)行控制和分析的物聯(lián)網(wǎng)平臺，這個平臺包括了在感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的設(shè)計和構(gòu)造。主要的功能有：實時的進(jìn)行風(fēng)向設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率的監(jiān)控、故障的預(yù)警機(jī)制、工作人員的管理、設(shè)備狀態(tài)的管理分析等。分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)計主要針對這幾個方面展開。

2.1 感知層

感知層主要是利用專門的傳感器進(jìn)行實地的布控，采集需要的信息，其中的主要設(shè)備包括了RFID標(biāo)簽、手持終端、GPS裝置等，還有進(jìn)行安全管理的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計主要是以服務(wù)器作為核心，配備能夠控制感知層的完整的系統(tǒng)程序，并且進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的處理和統(tǒng)計，發(fā)生故障和安全問題時的反饋。同時還要進(jìn)行預(yù)防措施，如果一臺服務(wù)器發(fā)生故障，需要另外一臺能夠支持其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)安全保存。另外需要建立一個專門的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，在風(fēng)力發(fā)電廠區(qū)域的高點架設(shè)專門的通信基站，保證全場的無線網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋，確保能夠進(jìn)行快速準(zhǔn)確的進(jìn)行信息的傳遞。

2.3 應(yīng)用層

首先是需要建立采集到的信息的數(shù)據(jù)庫，包括歷史、實時以及關(guān)系的數(shù)據(jù)庫，用于顯示現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，注重數(shù)據(jù)的有效性和正確性，保證數(shù)據(jù)庫有足夠的容量可以容納大量的數(shù)據(jù)信息。

基于需求進(jìn)行專門的應(yīng)用協(xié)議的定制，降低數(shù)據(jù)的處理復(fù)雜度，對其數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化處理，有利于服務(wù)器的維護(hù)和重建，能夠很好的節(jié)約在硬件方面的資金投入，有利于更快的進(jìn)行數(shù)據(jù)的訪問和統(tǒng)計。

3 平臺開發(fā)

3.1 作為通用型的軟件平臺，需要有很大的靈活性和擴(kuò)充性

首先是對模塊式的技術(shù)有了更高的要求，其中包括了：監(jiān)測類、交互類、查詢類等。具體的有風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和監(jiān)控控制中心，風(fēng)機(jī)的AGC系統(tǒng)，風(fēng)功率的預(yù)測系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)，報警中心和預(yù)警中心。

3.2 組態(tài)軟件直接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的訪問

保證基于瀏覽器的HMI軟件，這樣的方式可以使得所有的項目和運(yùn)行中心都可以在異地進(jìn)行操控和處理，實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，對于整個分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺的運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)都有十分重要的意義。同時也能夠大大的降低各方面的成本以及進(jìn)行更加及時的控制和調(diào)整，對于整個項目都有很大的好處。

3.3 采用后臺配置的形式進(jìn)行應(yīng)用運(yùn)行和工程的處理

工程的運(yùn)轉(zhuǎn)和實施通過后臺式的方式進(jìn)行處理，能夠很好的進(jìn)行各個方面的具體情況的分析和總結(jié)，有利于降低對人力的需求，能夠?qū)嵭懈油暾缘恼w性的監(jiān)測控制。

3.4 模塊化的設(shè)計方式

通過這種分離式的控制方式，將各個功能模塊分割開來，有利于進(jìn)行組件的擴(kuò)展和特定功能的實現(xiàn)，有利于控制和開發(fā)。降低出現(xiàn)整體運(yùn)轉(zhuǎn)失調(diào)的情況發(fā)生的概率。

3.5 采用跨平臺的設(shè)計方案

分布式風(fēng)電物聯(lián)網(wǎng)平臺的系統(tǒng)采用Silverlight技術(shù)進(jìn)行處理開發(fā)，可以實現(xiàn)不同平臺的正常運(yùn)行，支持各種系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，提升該平臺控制和使用的靈活性。另外采用這種技術(shù)合一讓工作人員有更加豐富和有趣的交互體驗，提升工作人員的工作情緒。

4 結(jié)束語

當(dāng)前以風(fēng)電為代表的可再生清潔能源的開發(fā)和使用受到國際許多國家的支持和認(rèn)可，在國內(nèi)的發(fā)展也十分迅速，但是限于當(dāng)前的技術(shù)手段和科技水平，還存在著一定的限制，使得其電力的供應(yīng)還十分的不穩(wěn)定，出現(xiàn)各種各樣的意外情況。為了提升其發(fā)展速度和發(fā)展空間，采用物聯(lián)網(wǎng)平臺結(jié)合的方式進(jìn)行推廣和支持，使得風(fēng)力發(fā)電這種十分環(huán)保的發(fā)電方式在我國大范圍的鋪展開來。