风电场测风塔实时数据上传技术要求样本.doc

附件2：风电场测风塔实时数据上传技术规定
1 总体规定
1.1 为贯彻各风电场测风塔数据实时上传工作，保证风电功率预测精度，各风电场应按照有关规定，尽快贯彻有关改造或建设工作，实现测风塔数据实时上传。
1.2 风电场应保证测风塔实时数据采集、传播、上送各环节装置及设备安全可靠运营。一旦发生问题，应及时查找因素，尽快解决。
1.3 风电场测风塔数据上传应满足《华北电网电力二次系统安全防护管理规定》有关规定。各环节均不容许导致信息安全隐患。
1.4 市调、地调调度风电场测风塔实时数据应上传至本级调度，由该级调度转发至华北网调。
2 气象要素采集技术规定
风电场功率预测系统中气象要素采集技术规定涉及测风塔位置、测量高层、测量要素、测量设备、设备安装、测量数据采集、数据上报格式七个方面。
2.1 测风塔位置
2.1.1 测风塔位置应在风电场5km范畴内且不受风电场尾流影响，宜在风电场主导风向上风向。
2.1.2 测风塔数量：依照风电场地形地貌、气候特性和装机容量拟定测风塔数量。
2.2 测量高层
2.2.1 风速风向需要四层测量高层，即测风塔10m、30m高层，风力发电机组轮毂中心高层和测风塔最高层。
2.2.2 温度、湿度、气压需要一层测量高层。
2.3 测量要素
2.3.1 5min平均风速：每秒采样一次，自动计算和记录每5min平均风速，m/s。
2.3.2 小时平均风速：通过5min平均风速值获取每小时平均风速，m/s。
2.3.3 极大风速：每3s采样一次风速最大值，m/s。
2.3.4 风向采样：与风速同步采集该风速风向。
2.3.5 风向区域：所记录风向都是某一风速在该区域瞬时采样值。风向区域分16等分时，每个扇形区域含22.5°；也可以采用多少度来表达风向。
2.3.6 气温：每5min采样并记录采集现场环境温度，℃。
2.3.7 相对湿度：每5min采样并记录采集现场环境湿度，RH%。
2.3.8气压：每5min采样并记录采集现场气压，hPa。
2.4 测量设备
2.4.1 测风传感器
测风传感器应通过气象计量部门检查，有效期间免维护，无需顾客做参数标定。
2.4.1.1 风速传感器技术参数规定
a）测量范畴:0m/s～60m/s
b）测量精度：±0.5m/s(3m/s～30m/s)
c）工作环境温度：-35℃～+60℃
2.4.1.2 风向传感器技术参数规定
a）测量范畴：0～360°
b）测量精度：±3°
c）工作环境温度：-35℃～+60℃
2.4.2 温度计
温度计技术参数应满足如下规定：
a）测量范畴：-40℃～+60℃
b）测量精度：±0.5℃
2.4.3 湿度计
湿度计技术参数应满足如下规定：
a）测量范畴：0～100%RH
b）测量精度：±3%RH
2.4.4 压力计
压力计技术参数应满足如下规定：
a）测量范畴：600～1100hPa
b）测量精度：±0.3hPa
c）工作环境温度：-40℃～+60℃
2.5 设备安装
2.5.1 测风塔
测风塔构造可选取桁架型或圆管型等不同形式，高度应不低于风力发电机组轮毂高度。测风塔应在现场环境下构造稳定，风振动小等特点；并具备防腐、防雷电规定。
2.5.2 测风传感器
2.5.2.1测风传感器应固定在析架式构造测风塔直径3倍以上、圆管型构造测风塔直径6倍以上牢固横梁处，迎主风向安装（横梁与主风向成90°），并进行水平校正。风向标应依照本地磁偏角修正，按实际“北”定向安装。
2.5.2.2 安装数据采集器时，数据采集安装盒应固定在测风塔上恰当位置处，或者安装在现场暂时建筑物内；安装盒应防水、防冻、防腐蚀和防沙尘。
2.5.3 温度计
温度计应安装在近地高层百叶箱内。
2.5.4 湿度计
湿度计应安装在近地高层百叶箱内。
2.5.5 压力计
压力计应安装在近地高层处。
2.6 测量数据采集
2.6.1 风速风向
2.6.1.1 风速采样速率为每秒钟1次，计算5分钟算术平均值和5分钟风速原则偏差；以5分钟平均值计算小时平均值。
2.6.1.2 风向采样速率为每秒钟1次，求5分钟矢量平均值。
2.6.2 温度、湿度、气压
温度、湿度、气压采样速率为每10秒1次，计算5分钟算术平均值。
2.6.3 数据采集器
数据采集器技术参数应满足如下规定：
a）系统畅通率：≥ 95％
b）系统工作体制：定期自报
c）数据采集器MTBF：≥ 25000 h
d）遥测站无日照持续工作时间：15天
e）应具备在现场下载数据功能
f）应能完整地保存不低于3个月采集数据量
g）工作环境温度：-40℃～+ 60℃
h）具备防水、耐腐蚀保护箱
i）每5min定期自报采集数据报告项目：
l 5min内平均风速、原则偏差、极大风速；
l 5min内平均风向、原则偏差、极大风速所相应风向；
l 5min温度、湿度、气压；
l 整点时刻蓄电池电压、充电、机内温度。
l 遥测站自动报警：工作状况信息报警。
2.6.4 数据采集器供电电源
数据采集器电源设计应保证不间断可靠供电。可采用蓄电池与太阳能电板配套供电方式。
2.7 数据上报格式
2.7.1数据种类
需上报测量值详细数据类型阐明见下表：
数据类型阐明
值类型阐明
测风塔号
整数，测风塔唯一性标记
时标
日期时间类型，精准到秒
第1层（最低层）平均风速
浮点数，保存两位小数
第1层平均风向
浮点数，保存两位小数（矢量平均）
第1层风速原则差
浮点数，保存两位小数
第1层每5分钟整点时刻风速
浮点数，保存两位小数
第1层每5分钟整点时刻风向
浮点数，保存两位小数（矢量平均）
第1层风速极大值
浮点数，保存两位小数
第2层平均风速
浮点数，保存两位小数
第2层平均风向
浮点数，保存两位小数（矢量平均）
第2层风速原则差
浮点数，保存两位小数
第2层每5分钟整点时刻风速
浮点数，保存两位小数
第2层每5分钟整点时刻风向
浮点数，保存两位小数（矢量平均）
第2层风速极大值
浮点数，保存两位小数
第3层平均风速
浮点数，保存两位小数
第3层平均风向
浮点数，保存两位小数（矢量平均）
第3层风速原则差
浮点数，保存两位小数
第3层每5分钟整点时刻风速
浮点数，保存两位小数
第3层每5分钟整点时刻风向
浮点数，保存两位小数（矢量平均）
第3层风速极大值
浮点数，保存两位小数
第4层（最高层）平均风速
浮点数，保存两位小数
第4层平均风向
浮点数，保存两位小数（矢量平均）
第4层风速极大值
浮点数，保存两位小数
第4层风速原则差
浮点数，保存两位小数
第4层每5分钟整点时刻风速
浮点数，保存两位小数
第4层每5分钟整点时刻风向
浮点数，保存两位小数（矢量平均）
温度
浮点数，保存两位小数
湿度
浮点数，保存两位小数
气压
浮点数，保存两位小数
数据采集器中断信号
浮点数，0表达正常，1表达故障
数据采集器电源告警
浮点数，0表达正常，1表达故障
2.7.2 数据传播
所有以上测量值需要以不不不大于5分钟时间间隔实时传播到风电场或中心站监测端，数据延迟不超过2分钟。
3 测风塔实时数据传播技术规定
测风塔数据采集系统建设要满足施工简朴、数据实时性好、安全性高、设备维护工作量少规定。
3.1 数据传播方案
测风数据采集器采用RS232接口，经RS232/光纤转换器后，通过专有光纤线路将测风塔数据传播至升压站主控室测风塔数据解决装置接受。测风塔数据解决装置将测风塔数据发送给远动装置（或监控系统规约转换器），再由远动装置将风场电气数据与测风塔数据整合，上送华北网调EMS。
测风塔数据解决装置与远动装置（或监控系统规约转换器）数据传播合同宜采用ModBUS合同，详细实行方案由承建单位与升压站监控系统设备厂家共同制定。
该方案应配套一台便携机，对数据采集器进行远程参数设立及数据通信测试。示意图如下：

3.2 设备技术参数规定
3.2.1 RS232/光纤转换器
RS232/光纤转换器技术参数应满足如下规定：
a）工作环境温度：-35℃～+ 60℃
b）波特率最高达到115.2Kbps
c）电气接口：DB9孔RS232
d）光纤接口：ST接头（座）
e）体积小，便于集成安装
f）无需顾客做参数设立，即插即用
g）具备零延时自动收发转换工作机制
3.2.2 光纤
光纤技术参数应满足如下规定：
a）工作环境温度：-40℃～+ 60℃
b）选用9/125μm单模光纤光缆，至少8芯
c）在光纤两端制作完毕ST接头（针）
d）松套管材要具备良好耐水解性能和较高强度
e）松套管材内要有对光纤核心性密封保护油膏
f）传播速度快、距离远、保密性好、抗电磁干扰、绝缘性好、化学稳定性好、损耗低
g）金属加强芯有一层PE套管
h）具备抗透潮能力双面皱纹钢带
i）具备良好机械性能和温度特性
j）免维护型，使用寿命长
3.2.3 数据采集装置机
数据采集装置机应采用装置型（装置内无旋转部件）设备，技术参数应满足如下规定：
a）CPU频率≥1GHz
b）内存≥512MB
c）电子盘容量≥512MB
d）操作系统推荐使用实时操作系统，或采用Linux操作系统
e）至少具备4个RS232串口与4个网络口
f）工作环境温度：-5℃～70℃
g）交流电220V供电
h）设备MTBF：≥ 3 h
i）以便放置在计算机机柜
3.2.4 便携机
便携机技术参数应满足如下规定：
a）CPU频率≥2GHz
b）内存≥2GB
c）硬盘容量≥300G
d）至少具备1个RS232串口与1个网络口
e）工作环境温度：-5℃～70℃
f）设备MTBF：≥ 3 h