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孤島移動電站數據采集和能源管理系統設計方案
發布時間： 2024-08-10 點擊次數： 1418次一、概述
孤島移動電站數據采集和能源管理系統（以下簡稱監控系統），主要是進行電站運行機組的數據采集、集中監控以及能源管理等功能，可以提升多機組孤島運行電站的整體效率和性能，提高單臺機組運行功率，通過統一的能源管理系統進行綜合協調控制。 孤島移動電站數據采集和能源管理系統，如圖1系統功能圖所描述，可以在電站運行現場實時進行機組運行現場的監控和參數保存，主要包括電站運行單線圖、實時數據/歷史數據、實時曲線/歷史曲線以及報警保護等監控保護功能，也可以通過4G/5G網絡把運行參數上傳到云平臺上。 
圖1 系統功能圖
二、系統組成
1. 軟硬件配置
開發硬件環境：Intel I5/8G/512G 運行硬件環境：Intel I5/8G/512G 開發該軟件的操作系統：Windows 10（64位） 軟件開發環境/開發工具：QTouch 該軟件的運行平臺/操作系統：Windows 7（64位） 軟件運行支撐環境/支持軟件：QTouch 編程語言：C和C++ 開發目的：根據市場和用戶的需求開發，滿足用戶實際生產和測試用途。 面向領域/行業：發動機及機組設備制造商及用戶 軟件的主要功能：用孤島移動電站數據采集和能源管理系統，可以進行機組運行現場的監控和參數保存，主要包括電站運行單線圖、實時數據/歷史數據、實時曲線/歷史曲線以及報警保護等監控保護功能，也可以通過4G/5G網絡把運行參數上傳到云平臺上。 軟件的技術特點：孤島移動電站數據采集和能源管理系統。
圖2 組態編程 2. 網絡拓撲圖
圖3 網絡拓撲圖
三、使用說明
1. 系統登陸
系統登錄時，普通用戶為基本用戶，直接點擊【確定】就可以直接登錄監控系統，其他普通、保養、主管三類用戶需要相應的密碼才能登錄系統。在登錄界面，直接點擊【取消】就可以直接退出監控系統。 
圖4 系統登陸 2. 主界面
在監控系統主界面上，主要顯示了電站運行機組的單線圖，以及發動機熱工參數和發電機電氣參數等運行參數，可以直接查看全站機組的運行、并網、報警、故障等狀態。 主畫面顯示發電機組的基本數據，不在線運行的發電機組參數外框和機組編號外圈顯示為橙色，在線運行的發電機組參數外框和機組編號外圈顏色為綠色，方便用戶快速判斷正在運行的發動機或發電機組。 主界面中通過一次圖顯示電站運行機組的并網運行狀態，主母線不帶電狀態是藍色，帶電時是綠色；單臺機組不運行時，線路顯示是藍色，帶電狀態時是綠色；主開關分閘狀態時顯示藍色，合閘狀態時顯示綠色。 通過監控界面頂部的標題欄，可以快速查看電站運行機組的總有功功率、總無功功率、在線機組數量，以及電站運行功率百分比、當前時間等。 通過監控界面底部的工具條，可以快速切換監控界面，如單擊【歷史數據】進入歷史數據畫面查詢歷史運行數據。 當發動機或發電機運行參數有報警時，報警的數據變成紅色，對應機組的編號內圓背景變紅色，相應的【ECU報警】、【ECU故障】、【AGC報警】報警信號指示燈變紅色。 單擊發電機組的編號或數據顯示區域，進入【機組控制】畫面，可以查看詳細信息和進行機組啟動/停機、合閘/分閘等控制。
圖5 主界面 3. 機組控制
通過單擊監控界面底部的【機組控制】工具條并選擇目標機組的編號，或者單擊主界面的發電機組編號或數據顯示區域，進入【機組控制】監控畫面查看機組運行的儀表監控、功率比值、故障報警、發電機PQ圖等詳細信息。 在機組控制界面中，如果用戶權限達到保養、主管以上級別，可以進行機組啟動/停機、合閘/分閘等控制。 
圖6 機組控制 4. 實時數據
通過單擊監控界面底部的【實時數據】工具條進入【實時數據】監控畫面，可以通過表格的形式查看電站運行機組的詳細信息。
在實時數據監控畫面，可以通過點擊按鈕【數據記錄】
，記錄某一時刻電站所有機組的實時運行數據，并保存在電腦中目錄中，作為班組巡檢時的設備運行參數記錄。
圖7 實時數據 5. 有功曲線
如圖8 機組運行有功功率曲線所示，可以直接查看選擇機組的有功功率曲線，同時可以選擇平均有功功率曲線作為對照曲線，也可以選擇有功功率包絡上限曲線和下限曲線作為限值曲線。
圖8 有功曲線 在有功曲線監控界面，在【有功分配】和【無功分配】實時運算單元中，系統實時統計出有功功率和無功功率最大值、最小值以及對應的機組編號，并計算出相對于電站運行機組平均功率的實時功率偏差百分比，方便現場運維人員實時監控機組運行負載平衡情況。
6. 無功曲線
如圖9 機組運行無功功率曲線所示，可以直接查看選擇機組的無功功率曲線，同時可以選擇平均無功功率曲線作為對照曲線，也可以選擇無功功率包絡上限曲線和下限曲線作為限值曲線。
其中，有功分配和無功分配實時運算功能同【有功曲線】監控界面。
圖9 無功曲線 7. 歷史數據
如圖10機組歷史數據界面所示，首先選擇需要查詢數據的機組，其次需要選擇查詢數據的起止時間，然后通過點擊【數據查詢】按鈕
進行數據查詢，通過點擊【數據導出】按鈕
把查詢結果保存到計算機目錄中。
圖10 歷史數據 8. 歷史曲線
如圖11機組歷史曲線界面所示，首先選擇需要查詢曲線的機組，其次需要選擇查詢曲線的起止時間，然后通過點擊【數據查詢】按鈕
進行數據查詢，通過點擊【數據導出】按鈕把查詢結果保存到計算機目錄中。
圖11 歷史曲線 9. 事件報警
如圖12機組事件報警界面所示，首先需要選擇查詢事件報警的起止時間，然后通過點擊【數據查詢】按鈕
進行數據查詢，通過點擊【數據導出】按鈕把查詢結果保存到計算機目錄中。
圖12 事件報警 10. 參數設置
如圖13在參數設置監控界面中，通過點擊機組選擇按鈕
選擇對應電站成套機組數量為12臺的顯示界面，其它4/6/8/10等選擇按鈕功能與之類似；通過包絡線
下面的編輯框，設置機組運行時功率偏差限值；通過機組數
下面的編輯框，設置電站成套的機組數量。通過主視圖
可以快速切換到主視圖監控界面，與之對應，其它按鈕分別對應標題欄和工具欄相應的快捷切換功能。
圖13 參數設置 11. 用戶管理
用戶管理分四級權限管理，登錄用戶分別為基本、普通、保養、主管。基本用戶登錄系統時不需要密碼，其他三類用戶的默認密碼分別是2000、2001和2002。 系統默認登錄用戶是基本用戶，只有查看運行參數的權利。 普通用戶可以打開【參數設置】界面，修改電站運行的基本參數。 如果用戶權限達到保養、主管以上級別，可以打開【機組控制】界面并下發進行機組啟動/停機、合閘/分閘等控制指令。 
圖14 用戶管理 12. 快捷切換
通過單擊監控系統標題欄中的相應按鈕，可以進行各項功能的快捷切換，其中單擊
，可以進入監控系統【主界面】；單擊
，可以使監控系統【最小化】；單擊
，可以進入監控系統【參數設置】。13. 系統退出
通過單擊監控系統標題欄中的
，可以【退出】監控系統。四、 遠程監控
孤島移動電站數據采集和能源管理系統通過4G/5G網絡，把電站運行機組的熱工參數和電氣參數通過MQTT協議上傳到云監控平臺，可以通過PC電腦登錄云監控系統進行電站運行狀態監控，或者通過手機APP隨時進行監控。
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