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孤岛移动电站数据采集和能源管理系统设计方案
发布时间： 2024-08-10 点击次数： 1654次一、概述
孤岛移动电站数据采集和能源管理系统（以下简称监控系统），主要是进行电站运行机组的数据采集、集中监控以及能源管理等功能，可以提升多机组孤岛运行电站的整体效率和性能，提高单台机组运行功率，通过统一的能源管理系统进行综合协调控制。 孤岛移动电站数据采集和能源管理系统，如图1系统功能图所描述，可以在电站运行现场实时进行机组运行现场的监控和参数保存，主要包括电站运行单线图、实时数据/历史数据、实时曲线/历史曲线以及报警保护等监控保护功能，也可以通过4G/5G网络把运行参数上传到云平台上。 
图1 系统功能图
二、系统组成
1. 软硬件配置
开发硬件环境：Intel I5/8G/512G 运行硬件环境：Intel I5/8G/512G 开发该软件的操作系统：Windows 10（64位） 软件开发环境/开发工具：QTouch 该软件的运行平台/操作系统：Windows 7（64位） 软件运行支撑环境/支持软件：QTouch 编程语言：C和C++ 开发目的：根据市场和用户的需求开发，满足用户实际生产和测试用途。 面向领域/行业：发动机及机组设备制造商及用户 软件的主要功能：用孤岛移动电站数据采集和能源管理系统，可以进行机组运行现场的监控和参数保存，主要包括电站运行单线图、实时数据/历史数据、实时曲线/历史曲线以及报警保护等监控保护功能，也可以通过4G/5G网络把运行参数上传到云平台上。 软件的技术特点：孤岛移动电站数据采集和能源管理系统。
图2 组态编程 2. 网络拓扑图
图3 网络拓扑图
三、使用说明
1. 系统登陆
系统登录时，普通用户为基本用户，直接点击【确定】就可以直接登录监控系统，其他普通、保养、主管三类用户需要相应的密码才能登录系统。在登录界面，直接点击【取消】就可以直接退出监控系统。 
图4 系统登陆 2. 主界面
在监控系统主界面上，主要显示了电站运行机组的单线图，以及发动机热工参数和发电机电气参数等运行参数，可以直接查看全站机组的运行、并网、报警、故障等状态。 主画面显示发电机组的基本数据，不在线运行的发电机组参数外框和机组编号外圈显示为橙色，在线运行的发电机组参数外框和机组编号外圈颜色为绿色，方便用户快速判断正在运行的发动机或发电机组。 主界面中通过一次图显示电站运行机组的并网运行状态，主母线不带电状态是蓝色，带电时是绿色；单台机组不运行时，线路显示是蓝色，带电状态时是绿色；主开关分闸状态时显示蓝色，合闸状态时显示绿色。 通过监控界面顶部的标题栏，可以快速查看电站运行机组的总有功功率、总无功功率、在线机组数量，以及电站运行功率百分比、当前时间等。 通过监控界面底部的工具条，可以快速切换监控界面，如单击【历史数据】进入历史数据画面查询历史运行数据。 当发动机或发电机运行参数有报警时，报警的数据变成红色，对应机组的编号内圆背景变红色，相应的【ECU报警】、【ECU故障】、【AGC报警】报警信号指示灯变红色。 单击发电机组的编号或数据显示区域，进入【机组控制】画面，可以查看详细信息和进行机组启动/停机、合闸/分闸等控制。
图5 主界面 3. 机组控制
通过单击监控界面底部的【机组控制】工具条并选择目标机组的编号，或者单击主界面的发电机组编号或数据显示区域，进入【机组控制】监控画面查看机组运行的仪表监控、功率比值、故障报警、发电机PQ图等详细信息。 在机组控制界面中，如果用户权限达到保养、主管以上级别，可以进行机组启动/停机、合闸/分闸等控制。 
图6 机组控制 4. 实时数据
通过单击监控界面底部的【实时数据】工具条进入【实时数据】监控画面，可以通过表格的形式查看电站运行机组的详细信息。
在实时数据监控画面，可以通过点击按钮【数据记录】
，记录某一时刻电站所有机组的实时运行数据，并保存在电脑中目录中，作为班组巡检时的设备运行参数记录。
图7 实时数据 5. 有功曲线
如图8 机组运行有功功率曲线所示，可以直接查看选择机组的有功功率曲线，同时可以选择平均有功功率曲线作为对照曲线，也可以选择有功功率包络上限曲线和下限曲线作为限值曲线。
图8 有功曲线 在有功曲线监控界面，在【有功分配】和【无功分配】实时运算单元中，系统实时统计出有功功率和无功功率最大值、最小值以及对应的机组编号，并计算出相对于电站运行机组平均功率的实时功率偏差百分比，方便现场运维人员实时监控机组运行负载平衡情况。
6. 无功曲线
如图9 机组运行无功功率曲线所示，可以直接查看选择机组的无功功率曲线，同时可以选择平均无功功率曲线作为对照曲线，也可以选择无功功率包络上限曲线和下限曲线作为限值曲线。
其中，有功分配和无功分配实时运算功能同【有功曲线】监控界面。
图9 无功曲线 7. 历史数据
如图10机组历史数据界面所示，首先选择需要查询数据的机组，其次需要选择查询数据的起止时间，然后通过点击【数据查询】按钮
进行数据查询，通过点击【数据导出】按钮
把查询结果保存到计算机目录中。
图10 历史数据 8. 历史曲线
如图11机组历史曲线界面所示，首先选择需要查询曲线的机组，其次需要选择查询曲线的起止时间，然后通过点击【数据查询】按钮
进行数据查询，通过点击【数据导出】按钮把查询结果保存到计算机目录中。
图11 历史曲线 9. 事件报警
如图12机组事件报警界面所示，首先需要选择查询事件报警的起止时间，然后通过点击【数据查询】按钮
进行数据查询，通过点击【数据导出】按钮把查询结果保存到计算机目录中。
图12 事件报警 10. 参数设置
如图13在参数设置监控界面中，通过点击机组选择按钮
选择对应电站成套机组数量为12台的显示界面，其它4/6/8/10等选择按钮功能与之类似；通过包络线
下面的编辑框，设置机组运行时功率偏差限值；通过机组数
下面的编辑框，设置电站成套的机组数量。通过主视图
可以快速切换到主视图监控界面，与之对应，其它按钮分别对应标题栏和工具栏相应的快捷切换功能。
图13 参数设置 11. 用户管理
用户管理分四级权限管理，登录用户分别为基本、普通、保养、主管。基本用户登录系统时不需要密码，其他三类用户的默认密码分别是2000、2001和2002。 系统默认登录用户是基本用户，只有查看运行参数的权利。 普通用户可以打开【参数设置】界面，修改电站运行的基本参数。 如果用户权限达到保养、主管以上级别，可以打开【机组控制】界面并下发进行机组启动/停机、合闸/分闸等控制指令。 
图14 用户管理 12. 快捷切换
通过单击监控系统标题栏中的相应按钮，可以进行各项功能的快捷切换，其中单击
，可以进入监控系统【主界面】；单击
，可以使监控系统【最小化】；单击
，可以进入监控系统【参数设置】。13. 系统退出
通过单击监控系统标题栏中的
，可以【退出】监控系统。四、 远程监控
孤岛移动电站数据采集和能源管理系统通过4G/5G网络，把电站运行机组的热工参数和电气参数通过MQTT协议上传到云监控平台，可以通过PC电脑登录云监控系统进行电站运行状态监控，或者通过手机APP随时进行监控。
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