一种基于时序数据库平台的风电场电能质量监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及风力发电领域，具体涉及一种基于时序数据库平台的风电场电能质量监测系统。所述系统包括依次连接的数据采集与存储模块、数据处理模块和显示模块；所述系统与风机设备、电网监控设备连接，进行数据通信。该系统对风电场不同厂商风机的海量数据进行采集、处理、压缩、存储、处理、查询、统计等，在数据采集和数据存取的速率上有很大的提高，保证数据传输的实时性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风力发电领域，具体涉及一种基于时序数据库平台的风电场电能质量监测系统。
技术介绍
实时历史数据库是广域测量系统(WAMS)的基础，同时该还可应用于变电站监控、调度、直流、稳控等多个系统中。实时历史数据库将作为Sophie rtdb数据平台系统的一个子系统提供给以上各系统得开发人员使用。实时历史数据库使得基于Sophie rtdb平台进行开发的人员通过其系统提供的接口，实现对大容量，高频率海量数据的存取，展示和分析。传统风电的电能质量监测系统如果没有一个高效，快速的数据平台，他们监测的数据就不能保证其正确性，实时性，并且监测结果也不能实时更新显示。目前正在大力发展风力发电事业来缓解能源供应紧张形势,随着越来越多的风力发电厂并入电网。由于风资源的不确定性和风电机组的本身运行特征，当风电机组并网运行时，会影响电网的电能质量，如电压偏差、电压波动和闪变、谐波等，严重时会对电网的安全稳定性造成危害，目前已有的风电电能质量监测系统基本实现了对数据的采集、传输以及分析处理功能，由于在风电质量监测过程中监测系统需要采集、存储、分析风电场中各种不同厂商家的风机电流、电压的谐波数据、电功率测量值数据、供电电压的测量数据、频率的测量数据、三相不平衡度的测量数据、闪变的测量数据以及误差分析等，传统的监测系统在数据采集和数据存取速率上不能很好的满足要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种基于时序数据库平台的风电场电能质量监测系统，该系统对风电场不同厂商风机的海量数据进行采集、处理、压缩、存储、处理、查询、统计等，在数据采集和数据存取的速率上有很大的提高，保证数据传输的实时性。本技术的内容是采用下述技术方案实现的:一种基于时序数据库平台的风电场电能质量监测系统，其改进之处在于，所述系统包括依次连接的数据采集与存储模块、数据处理模块和显示模块；所述系统与风机设备、电网监控设备连接，进行数据通信。其中，所述数据采集与存储模块包括依次连接的数据采集模块和数据存储模块。其中，所述数据采集模块包括规约转换器和Scada服务器；所述风机设备与规约转换器连接；所述规约转换器与电网监控器分别与Scada服务器连接。其中，所述数据存储模块为历史数据库服务器，所述历史数据库服务器包括磁盘阵列、数据缓存、数据压缩模块、数据收发器和共享内存；所述历史数据库服务器与历史库连接；所述数据收发器将收到的数据传送给共享内存进行存储。其中，所述数据处 理模块采用数据处理服务器。其中，所述显示模块采用工作站或液晶显示器进行显示。其中，所述液晶显示器、客户端服务器、数据处理服务器和Scada服务器均通过数据访问和存储接口与共享内存连接；所述共享内存、数据收发器和数据缓存模块依次连接；所述数据缓存模块通过数据收发线程与历史库连接。其中，所述系统采用客户端和服务器端C/S的系统结构，支持两台或两台以上服务器。与现有技术相比，本技术达到的有益效果是:本技术提供的基于时序数据库(Sophie rtdb)平台的风电场电能质量监测系统，通过高速的时序数据库保证监测系统源数据的实时性与正确性，解决了不同厂家风机的数据采集问题，用户可以通过工作站随时查看、导出存储在数据库里的数据实时、历史数据，可以更高效的对风电场电能质量进行监测。具体为:1.本技术提供的基于时序数据库(Sophie rtdb)平台的风电场电能质量监测系统，采用分布式体系架构，用户在访问数据时不用关心数据服务器的物理位置，整个系统的处理性能和容量可以平滑升级。2.支持跨平台运行，既可以在Windows操作系统平台上运行，也可以在各种UNIX，Linux操作系统平台上运行，也可以在混合系统平台上运行。3.本技术提供的基于时序数据库(Sophie rtdb)平台的风电场电能质量监测系统处理性能高，可配置点数在十万点以上，数据提交吞吐量达每秒百万事件以上，充分挖掘了现代处理器技术、操作系统技术、存储器技术和网络通讯技术的潜力。4.二次开发接口简单、易用，支持多连接、多线程访问，便于用户进行其它应用系统。·5.当主站系统有新增数据接入时，只需增加配置数据点和数据库服务器的存储容量，而不需要进行任何软件方面的扩容。6.系统的数据库存取模块具有良好的透明度和二次开发能力，各系统功能应用不能因此数据库的使用而受到限制，同时可方便地对数据库进行维护、开发和利用。7.同时支持有损压缩和无损压缩，可以在有损压缩和无损压缩之间平滑过渡，同等条件下，具有更高的压缩率，数据压缩最大可达到10倍。8.本技术提供的基于时序数据库(Sophie rtdb)平台的风电场电能质量监测系统具有丰富的曲线和报表功能，用户实现浏览实时趋势曲线和历史曲线允许用户自定义各类报表，进行各类数理统计、分析。9.本技术提供的基于时序数据库(Sophie rtdb)平台的风电场电能质量监测系统具有规约转换功能，可以采集多种不同厂商风机的信息转换成统一的协议存储在数据库里。附图说明图1是本技术提供的基于时序数据库(Sophie rtdb)平台的风电场电能质量监测系统架构图；图2是本技术提供的数据采集模块架构图；图3是本技术提供的数据存储模块架构图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式做进一步的详细说明。本技术提供的基于时序数据库(Sophie rtdb)平台的风电场电能质量监测系统如图1所示，包括数据采集/存储模块、数据处理模块以及数据显示模块三部分。(一)数据采集与存储模块:数据采集/存储模块分为数据采集和数据存储两个子模块。数据采集模块主要负责采集风机设备和电网的参数信息，由于风机通讯协议各个厂家之间互不兼容，无法达到统一标准，本时序数据库平台中加入规约转换器可以采集不同厂家风机的信息。另外用户可以灵活设置数据采集参数来采集系统需要的数据，其架构图如附图2所示。数据存储模块是系统的核心，主要负责保证数据的实时性，以及数据的快速存取。本模块一般采用客户端和服务器端(C/S)的系统结构，同时支持两台或多台服务器实现数据的冗余备份，一般情况下采用双服务器的配置方式。系统示意图如附图3所示。如图3所示,本技术提供的基于时序数据库(Sophie rtdb)平台的风电场电能质量监测系统进行数据访问时，采用客户端和服务器端(C/S)的系统结构，时序数据库Sophie rtdb平台的数据访问分为客户端和服务器，每个客户端同时向系统中的两台(或多台)服务器发送数据，为每个服务器端保留一个缓冲区，可以提高数据的访问速度，并且当网络中断或相应的服务器停止时，将应用提交的数据保存在本地缓存中，等故障恢复后继续发送。客户端只需知道服务器的地址和端口号，即可与服务器建立连接并进行数据查询和提交，无需关心数据的缓存、重发等 底层细节。客户端子系统负责提供应用接口，数据过滤，数据缓存转发功能的实现。应用通过接口提交的数据首先经过数据过滤模块，过滤之后被存入共享缓存中等待被发送，如果网络或服务器故障，则数据会被缓存在本地，待故障恢复后再发往服务器端。服务器端子系统负责数据压缩、解压缩；数据存储；数据检索；线程管理；测点管理功能的实现。服务器端接收到客户端发送来的历史数据后，交给数据缓存模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时序数据库平台的风电场电能质量监测系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的数据采集与存储模块、数据处理模块和显示模块；所述系统与风机设备、电网监控设备连接，进行数据通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何飞跃，韩敬涛，李希，马振强，唐建芳，姜宁，高媛媛，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，中电普瑞张北风电研究检测有限公司，国家电网公司，西北电网有限公司，
类型：实用新型
国别省市：