新能源发电智能生产集控中心技术规范

新能源发电智能生产集控中心建设技术规范范围本标准规定了新能源智能生产集控中心空间布置、集控监控系统、生产管理系统、视频监控系统、动环监视系统、通信系统、电源系统建设及智能应用等技术要求。本标准适用于风电、光伏、电化学储能等智能新能源生产集控中心建设。规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。DL/T283.1电力视频监控系统及接口第1部分：技术要求DL/T634.5104远动设备及系统第5104部分：传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101的网络访问DL/T719远动设备及系统第5部分传输规约第102篇电力系统电能量累计传输配套标准DL/T5003电力系统调度自动化设计技术规程DL/T5044电力工程直流电源系统设计技术规程NB/T31071风力发电场远程监控系统技术规程术语和定义下列术语和定义适用于本文件。新能源生产集控中心renewableenergyoperationandcontrolcenter是负责一定范围内风电、光伏、电化学储能等新能源生产管理、控制的机构，其工作内容包括发电运行、设备维检、安全管理、应急处理、重大缺陷处置等。基本规定新建的智能生产集控中心应按本标准建设。已建的生产集控中心智能平台的智能化改造应按本标准要求进行。应满足电网调度数据通信的要求。系统总体结构设计应遵循“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则。智能生产集控中心应满足风电、光伏、电化学储能等新能源数据采集、远方控制的需求。生产集控中心智能平台设计应具有良好的开放性，满足新能源场站多业务的集成和应用不断发展的需要。平台内各数据区间应双向数据交换功能。系统结构层级结构基于SOA的一体化系统宜分为高级应用层、基础应用层、服务层、数据层、采集层、操作系统层、硬件层，典型结构可参见附录A。硬件层应支持X86、Itanium、SPARC、Power和ARM等处理器架构。操作系统层应采用基于Linux内核的发行版本。应以数据传输规约DL/T634系列规约为主，同时支持DL/T860以及Modbus、CDT等工业控制规约。采集层数据层应完成实时数据库、历史数据库、文件系统非结构化数据等元数据的采集、清洗、存储、汇聚，以及负责新能源生产各类数据模型的实现和维护。服务层应实现画面访问、数据访问、模型管理、告警、权限、日志、工作流等基本服务。基础应用层应包括人机界面、诊断维护、运维管理等，基础应用层的设计和实现应体现智能化的目标。新能源应用层包括：新能源场站实时监控、功率预测、状态监测等。典型的层级结构可参见图1,典型的数据流图可参见附录B。网络结构生产集控中心智能平台横向应划分为三个安全隔离区，各隔离区间数据交换应满足电力二次安防有关规定，每个安全区的网络应完全独立。生产集控中心系统功能分布可参见附录C。生产集控中心智能平台与上级调度平台、集团集控中心智能平台、新能源场站智能平台纵向通道，应安装经过检测认证的电力纵向加密装置。应用软件实施要求生产集控中心安全Ⅰ区、Ⅱ区应采用统一的软件架构。生产集控中心的数据集中存储、交互、大数据应用等应部署在管理信息大区，存储时间不少3年。各类应用软件采用松耦合的方式配置部署，平台应提供统一的模型、数据、网络通信、人机界面、系统管理以及分析计算等功能和服务接口。软件采集信息应包括风电、光伏、电化学储能等新能源场站实时监控、电能计量、风/光功率预测、状态监测、故障诊断和保信子站等。系统安全防护策略安全防护区域之间的隔离要求等保测评集控中心计算机监控系统应通过专业机构的等保测评，并完成备案。远方通信的安全防护策略对采用电力专线网、通信运营商数据专线、通信运营商互联网专线进行的远方通信，应具有安全防护措施。数据传输生产集控中心与场站生产集控中心与新能源场站生产控制大区之间的传输通道应采用双通道模式。主通道宜采用电力通道。安全Ⅰ与Ⅱ区的数据宜采用逻辑隔离的方式在主通道和备用通道中进行传输。生产集控中心与新能源场站的视频传输宜采用独立通道，不应与数据通道相复用。生产集控中心与电网调度机构生产集控中心与电网调度机构之间的通信方式、通信设备、传输通道和信息传输应满足电网调度机构的要求。通信接口范围应具有与新能源场站进行通信的能力，并具有从场站采集各子系统数据采集、控制或调节的能力。应具有与电网调度机构交换实时信息、接受调度指令的能力。技术要求集控中心应具有独立、专用的场所。集控中心应分别设置控制室、机房、蓄电池室。机房应满足GB/T2887的要求，并按不低于GB50174B级要求建设。蓄电池室的应满足DL/T5044的要求。集控中心应建设集中监控系统、生产管理系统、视频监控系统、动环监视系统、网络通信系统、安全防护系统、电源系统等。监控系统、生产管理系统、视频监控系统宜部署在控制室，动环监视系统、网络通信系统、安全防护系统宜部署在机房，UPS电池应部署在蓄电池室。集中监控系统应遵循NB/T31071的要求，向电网调度自动化系统传输数据应满足电网调度机构的要求。应具备链路的监视功能，并对通信链路进行主备切换。通信规约生产集控中心与场站发电单元监控、升压站监控、箱变监控、功率控制等实时业务，宜在场站侧汇聚后通过DL/T634.5104规约与生产集控中心通信。功率预测子系统与集控中心可通过FTP或DL/T719规约通信。当保信子站子系统未在场站侧汇聚时，与生产集控中心宜通过DL/T667.5规约通信。生产集控中心与电网调度机构生产集控中心与电力调度机构的通信时，应采用电力通道、按照DL/T634.5104规约通信。硬件系统一般要求应采用满足互换性要求的硬件设备；系统结构、硬件接口等应满足系统容量扩充和性能升级的要求；系统关键设备或部件应采用冗余设计。设备部署服务器及网络设备宜安装在机柜或网络柜内。操作员工作站可部署在中控室控制台上。蓄电池应满足建筑物承重要求，宜平面布置。设备配置表1新能源生产集控中心智能平台典型设备配置表（资料性附录）设备名称大型生产集控中心中型生产集控中心（装机容量：>=2GW）（装机容量：<2GW）生产集控中心主站系统数据接入服务器>=2台>=2台历史数据库服务器>=2台2台应用服务器2台2台历史数据库存储容量（Ⅲ区）>=20TB>=10TBWEB发布服务器>=2台>=1台操作员工作站>=4台>=2台培训工作站>=1台>=1台维护工作站1台1台对外通信服务器>=2台>=2台ONCALL工作站>=2台>=1台Ⅱ区监控及应用工作站>=2台>=1台Ⅲ区应用工作站>=1台>=1台路由器>=2台>=2台Ⅰ区交换机>=2台>=2台Ⅱ区交换机2台1台Ⅲ区交换机2台1台正向隔离装置2台2台反向隔离装置1台1台防火墙>=4台>=4台纵向加密认证装置>=3台>=3台时钟系统1套，双机双源1套，双机双源视频监控系统设备图像管理服务器>=1台1台存储服务器>=1台1台数字矩阵服务器>=1台1台系统核心交换机1台1台管理维护工作站1台1台大屏综合展示系统设备大屏显示器按中控室尺寸确定大小按中控室尺寸确定大小控制计算机1台1台管理计算机1台1台硬件性能服务器应具备集群技术和系统容错能力；应支持双路电源输入。工作站操作员工作站应支持多图形显示卡，每台操作员工作站配置显示器数量≥2台；语音报警工作站应支持多媒体卡。存储设备大型、中型新能源生产集控中心历史数据宜采用分布式集群方式存储，也可采用磁盘阵列方式存储。备份设备应配置用于系统文件及数据备份的设备，满足系统无停机备份、恢复数据灵活等要求。网络及接口设备主干网络交换机应配置100/1000Mbps自适应电口和光口；应留有备用接口和插槽；宜支持三层交换。路由器路由器性能应满足以下要求：支持GE端口；内置防火墙；支持QoS；支持VPN；支持MPLS；支持静态路由、策略路由和动态路由协议；配置交流双电源。安全防护设备宜选用通过国家权威机构信息安全认证的设备，不应选用经国家相关管理部门检测认定并经国家能源局通报存在漏洞和风险的系统及设备。横向隔离装置、纵向加密装置、防火墙、入侵检测装置应满足所在地区电网机构的要求。数据网交换机应具有按业务划分VLAN的功能。卫星时钟装置生产集控中心各子系统应采用统一的卫星时钟装置获取标准时间，并优先采用北斗卫星信号作为系统时钟对时信号，精度要求满足DL/T1100.1要求。卫星时钟装置应支持串行时间同步协议、网络时间同步协议两类对时协议。系统软件操作系统生产控制大区服务器操作系统应满足有关安全防护要求；数据接入服务器/通信网关机、调度通信服务器等关键服务器应采用基于Linux内核的发行版本，宜采用经有关部门等保测评的Linux操作系统，也可选用Unix操作系统;应支持用户口令和数字证书管理；应支持日志审计；应提供系统配置和维护所需的管理和维护软件。实时数据库应支持实时数据的关系描述、快速存储和访问，提供本地访问接口、远方服务访问接口和人机界面，具有数据定义、存储、验证、浏览、访问等功能；（条的方式）应支持以下数据类型：长整型、整型、短整型、浮点型、长浮点型、逻辑型、无符号字符型、字符串型和时间型；应具备按主键和非主键建立索引的功能；应提供图形化的数据维护界面，应可通过图形界面在线浏览、修改实时数据库数据；应提供API函数或SQL访问接口，实现查询、增加、删除、修改等访问功能。历史数据库历史数据库的容量应满足至少保存3年历史数据的要求；应支持ODBC、JDBC、OLEDB等数据库访问方式，支持多种主流开发工具、持久层技术和中间件；应满足跨平台部署要求，支持Linux、Unix等操作系统。软件功能一般性要求开放性软件应用应满足数据、图形、文件、网络等资源访问接口需求，支持用户进行二次开发。一致性反映同一设备的数据，在不同计算节点上应一致。可靠性应用软件应支持主备或集群配置的运行环境。主备或集群节点自动或手动切换时，应用功能应无扰动。历史数据库故障不应影响实时系统运行。系统管理应具有用户权限管理功能。应具有自诊断和自恢复功能。应具有日志服务。应用软件功能集控监控系统应具备以下功能：数据采集；数据展示；控制；调节；报表；查询；告警；防误闭锁；事故追忆等功能。生产管理系统应具有设备管理、运行管理、检修管理、安全管理、培训与资质管理等功能。视频监控系统应具有图像监视、非授权人员检测及报警推送等功能。应能与火灾报警、安防系统等联动功能。动环监视系统应具有温度、湿度、水侵、火灾、电源等监视功能。智能应用数据清洗数据清洗目标数据清洗可实现以下目标：消除不完整数据；检测并更正数据错误值；检测并更正不合理数据；检测并删除重复记录；消除数据的不一致性。数据清洗方法数据清洗可根据数据源的具体场景，采用以下清洗方法中的一种或多种方法组合进行清洗：合理性清洗法；拓扑清洗法；模型一致性清洗法；状态估计清洗法；时间序列清洗法；统计清洗法；聚类分析清洗法；模式识别清洗法；关联规则清洗法。数据修复数据修复要求：数据修复范围应包括原始监测数据中缺失的数据和不满足质量要求的数据；修复输出数据应满足数据质量要求；修复输出数据应带有分别记录数据修复原因和修复结果的质量位和修复标志位；修复输出数据中还应记录修复方法和修复时间等信息。故障诊断故障诊断范围故障诊断范围应包括：发电单元，如风机或光伏组串，含箱式变压器和光伏逆变器等；升压站/开关站；集电线路。故障诊断技术要求故障诊断要求：应具有信号定期自动分析诊断、事件触发诊断和人工触发诊断功能；诊断结果应给出故障模式、故障位置、严重程度和故障处理建议；诊断结果显示应简洁直观，宜以图表为主，辅以必要的文字说明；应能方便查询故障诊断过程中间量，包括故障特征指标、状态量等；应能对故障诊断过程进行溯源操作。故障特征量提取方法故障特征量提取可根据故障信号特点，采用以下提取方法中的一种或多种方法组合进行提取，并对故障特征量提取方法和特征量的代表性进行交叉验证。无量纲幅域参数提取方法风机轴承、齿轮箱、联轴器、发电机转子等部件的失效型故障早期振动数据特征的提取宜采用以下无量纲幅域参数：峭度指标；波形域度；偏态因子；重复性因子；相似性因子；跳跃性描述因子。角域信号提取方法转速波动引起的非平稳信号的振动频率特征提取宜采用阶比谱分析或包络谱分析。概率分布统计提取方法宜用于与环境参数相关发电单元故障SCADA数据特征提取。时域信号分析宜用于振动冲击类故障信号的特征提取，特征量指标包括：波形指数；峰值指标；脉冲指标；裕度指标；峰态因数。频域信号分析特征量指标包括：频率均值；频率中心；频率均方根值；频率标准偏差。小波分析宜用于非线性、非平稳故障信号的特征量提取。经验模态分解宜用于非线性、非平稳故障信号的特征量提取。特征约减宜用于根据已有故障信号特征构建更具有代表性的特征量指标。故障识别与诊断方法应在分析监测对象故障模式、监测信号特征和可利用的信息源的基础上，根据以下原则选择一种或多种方法组合进行故障识别与诊断：SCADA数据故障告警信号可根据数据中的KKS编码进行故障识别；单一特征量的故障可根据特征量阀值进行识别；早期故障宜根据特征指标的趋势性变化采用多元故障模式识别；具有以下特点的故障宜采用人工神经网络进行识别和诊断：系统模型复杂或故障模式未知；具有模式变换与特征提取功能；系统含有不确定因素或输入模式不完备；故障模式复杂多样。支持向量机宜用于小样本、非线性、高维数和局部极小点等故障信号的诊断；灰色关联分析宜用于小样本、无典型分布规律的故障信号诊断；聚类分析宜用于存在合适关联度量指标将不同类故障信号进行分类的故障诊断；有多个信息源可用于故障诊断，且根据单一信息源进行故障诊断存在困难时，宜采用信息融合故障诊断方法；其他方法。IT设备监管基本要求应能运行在各监管对象不同系统架构之上，满足异构系统兼容性的要求；不应对原有的系统结构、安全策略等方面做出修改和调整，应满足对原有系统性能影响最小化的要求；应安全可靠，能够保护业务部门的数据安全和秘密，并提供口令保护、传输加密等安全手段；应能动态、实时地反映各被监管对象的运行状况，以便故障的及时处理，保证整个安全监控管理系统的正常运行。监管对象IT监管对象应包括：硬件设备：服务器、工作站及路由器、交换机、防火墙等网络设备；操作系统：中间件：WEBLOGIC等；数据库：Oracle、Mysql、PostgreSQL、Mongdb等；应用子系统：计算机监控、通信网络、电能计量、保信子站、卫星对时、视频监控、生产管理、机房动环等。监管功能应能够搜集、跟踪监管对象的资产信息，如CPU、内存、硬盘、网卡，软件安装、卸载、版本等设备信息；应能够监视各对象的系统资源状态，包括CPU的利用率、交换区的利用率、内存的使用率、网卡状态及文件系统的使用情况等；应能够对监管对象硬件状态、关键业务进程、服务等进行自动跟踪巡检，对设备异常进行告警和预警；应以清晰、友好的图形方式实时展示系统网络拓扑结构配置；应能够对各监管对象的系统和业务的日志文件进行自动收集、整理、查询分析；应具有用户操作权限检查和防止未授权操作的功能；应能对各个监管对象的配置信息及关键业务数据文件进行文件同步和版本管理；宜提供对监管对象各种异常的解决办法、操作指导等信息。处理方法宜形成技术支持决策系统。智能报警报警滤波应屏蔽因信号抖动和外界扰动等原因触发的无效报警。条件报警应具有报警条件设置功能，可设置单一信号条件报警和多信号组合运算报警。梯度报警应具有梯度越限报警功能。当模拟量变化速度超过预设梯度值时，应触发梯度越限报警。相关量分析报警应根据信息重要程度，将设备相关信息按照源发、伴生和结果进行分类并赋予不同的报警级别，级别高的报警信号应及时推送给运行值班人员，并提供可查询较低级别报警信号的查询界面。通用数据分析数据源在通用数据分析数据源的选择上应具有以下功能：数据来源的自由选择；数据源集合的自由组合；同一数据源内数据的条件抽取等。数据规范化宜支持以下数据规范化处理方法：最小最大规范化；z分数规范化；小数定标规范化等。数据分析方法平台软件宜包含以下通用数据分析处理功能：统计分析；相关分析；回归分析；趋势分析；对比分析等。宜提供下列指标的统计分析：数据中心趋势度量指标：均值；中位数；中列数；众数等。数据散布度量指标：极差；四分位数；方差；标准差；四分位数极差等。相关分析宜支持以下分析方法：单相关分析；复相关分析；偏相关分析。回归分析宜支持以下分析方法：一元回归分析；多元回归分析等。趋势分析指标宜包括：环比变动；同比变动；定基比变动等。对比分析宜包括以下指标：最大偏差；最小偏差；平均偏差；典型偏差时间点等。事故反演反演方式反演方式应包括曲线反演、事件反演、画面反演等。反演功能要求应提供事故反演的界面；反演的运行环境应相对独立，不干扰实时环境；反演时断面数据与反演时刻的场站模型及画面应相匹配；应能设定反演速度，并能暂停正在进行的事故反演；应能自动回放事故发生前后记录的事件。视频监控智能功能生产集控中心视频监控系统宜与新能源场站火灾自动报警系统、六氟化硫（SF6）泄漏监测、高压脉冲电子围栏、移动探照系统具有联动功能。宜通过视频综合监控系统实时监视升压站区域及风机内重点部位图像信息，及消防、门禁、电子围栏等系统告警信息。其他要求应支持条件统计功能。应具有分析结果条件排序功能。系统性能实时性除应符合NB/T31071有关实时性要求外，实时数据监控平台还应满足以下要求：场站模拟量变化更新到新能源生产集控中心监控系统操作员工作站时延不大于3s；数据接入服务器/通信网关机与其它服务器、操作员工作站间的传输时延不大于1s；场站数据采集通道切换时间不大于5s；冗余服务器主备切换时间不大于3s；视频监控系统应满足以下要求：99%以上实时视频画面调出响应时间不大于2s；视频控制切换响应时间不大于1s；监控视频显示与实际事件发生时间差不大于5s；用户登录响应时间不大于1s；冗余热备用设备（一般指服务器）之间在自动和手动方式下均应实现无扰动切换，热备用服务器接替值班服务器的切换时间小于1s；系统从断电后重启至恢复正常运行的黑启动时间小于10min。可靠性在满足NB/T31071要求的基础上，还应满足：双机非人为故障切换频度(次/年)不大于3次；主机及网络通信平均故障间隔时间大于20000h。可用性在满足NB/T31071要求的基础上，还应满足：主站实时数据容量不小于200000点，可扩充；主站可接入站点数不大于60，可扩充；视频监控最大可接入前端摄像头不少于800个；视频监控接入场站前端系统数量不低于20个；视频监控WEB终端接入数量不低于200个；服务器正常负荷率宜低于30%，事故负荷率宜低于50%；网络正常负荷率宜低于20%，事故负荷率宜低于40%。历史数据存储时间秒级数据保存时间应不小于6个月；分钟级数据保存时间应不小于1年；小时级数据保存时间应不小于5年；事件数据保存时间应不小于5年；视频监控数据存储时间不小于30天。

附录A（资料性附录）新能源生产集控中心通信典型配置及结构附录B（资料性附录）生产集控中心智能平台数据流向图

附录C(资料性附录）生产集控中心系统功能分布序号生产控制大区管理信息大区控制区（安全区Ⅰ）非控制区（安全区Ⅱ）1升压站监控状态监测运行分析2风机监控预测功能综合展示3光伏监控远程诊断4SVG/SVC监控生产管理5

箱变监控电能计量/保信子站动力环境视频监控

参考文献[001]GB/T13730地区电网调度自动化系统[002]GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程[003]GB/T18451.1风力发电机组设计要求[004]GB/T18451.2风力发电机组功率特性试验[005]GB/T19069风力发电机组控制器技术条件[006]GB/T19070风力发电机组控制器试验方法[007]GB/T19071.1风力发电机组异步发电机第1部分：技术条件[008]GB/T19071.2风力发电机组异步发电机第2部分：试验方法[009]GB/T19582.1基于Modbus协议的工业化网络规范第1部分Modbus应用协议[010]GB/T19963风电场接入电力系统技术规定[011]GB/T20320风力发电机组电能质量测量和评估方法[012]GB/T25385风力发电机组运行及维护要求[013]GB/T29319光伏发电系统接入配电网技术规程[014]GB/T30152 光伏发电系统接入配电网检测规程[015]GB/T30966.1风力发电机组风力发电场监控系统通信第1部分：原则与模型[016]GB/T30966.2风力发电机组风力发电场监控系统通信第2部分：信息模型[017]GB/T30966.3风力发电机组风力发电场监控系统通信第3部分：信息交换模型[018]GB/T30966.4风力发电机组风力发电场监控系统通信第4部分：映射到通信规约[019]GB/T30966.5风力发电机组风力发电场监控系统通信第5部分：一致性测试[020]GB/T30966.6风力发电机组风力发电场监控系统通信第6部分：状态监测的逻辑节点类和数据类[021]GB/T31366-2015光伏发电站监控系统技术要求[022]GB50174-2017数据中心设计规范[023]GB/T50395 视频安防监控系统工程设计规范[024]DL/T634.5101远动设备及系统第5部分传输规约第101篇基本远动任务配套标准[025]DL/T634.5104远动设备及系统第5104部分：传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101的网络访问[026]DL/T667远动设备及系统第5部分传输规约第103篇继电保护设备信息接口配套标准[027]DL/T719远动设备及系统第5部分传输规约第102篇电力系统电能量累积传输配套标准[028]DL/T860变电站自动化系统通用标准[029]DL/T5003电力系统调度自动化设计技术规程[030]DL/T510335kV～220kV无人值班变电站设计规程[031]DL/T5149220～500kV变电站计算机监控系统设计技术规程[032]DL/T5191风力发电场项目建设工程验收规定[033]DL/T5404电力系统同步数字系列（SDH）光缆通信工程设计技术规定[034]NB/T31004风力发电机组振动状态监测导则[035]NB/T31017双馈风力发电机组控制系统技术规范[036]NB/T31018风力发电机组电动变浆控制系统技术规范[037]NB/T31046风电功率预测系统功能规范[038]NB/T31065风力发电场调度运行规程[039]NB/T31071风力发电场远程监控系统技术规程—————目次前言 Ⅱ1 范围 12