[发明专利]一种风电场监控通信协议适配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力工业通信领域的监控通信网关及其在风电场监控通信协议适配中的应用方法。

背景技术

目前，风力发电场建设中出现了风电机组与SCADA系统之间数据不兼容导致的通信障碍，影响到风电场的设备扩容和技术升级。国际上已经推出了风电场数据通信的标准IEC61400-25，国际主流风电机组生产商正推出符合该标准的风电机组控制器，但风电场设备扩容和技术升级时缺乏相应通信协议适配技术。存在解决上述问题的工程需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用网关进行风电场监控通信协议适配的方法，包括一种监控通信网关和一种应用方法，具有低成本，高适应性，高开放性，符合国际标准等特点。

本发明解决其技术问题采取的方案是：

(1)一种监控通信网关，它由IEC61400-25服务器，连接适配器，MMS协议机，配置器组成。

IEC61400-25服务器以实时数据库为核心，采用IEC61400-25标准数据模型和数据交换模型，是承载风电场监测数据和通信流程的核心组件。服务器收集、整合各数据源，如风电机组，气象站，变电站的监测数据，以IEC61400-25标准的数据模型结构加以存储，可通过标准约定的访问模式为上层应用提供多种数据服务，如数据的读、写、报告、日志、事件操作、组操作。在服务器上还可对数据做适当的预处理，便于上层应用直接取用，如统计，报警，作图等。

连接适配器是网关中用于连接不同类型风电机组，SCADA系统的接口组件。连接适配器由OPC组件、标准数据接口和配置接口组成，分为两种工作模式：设备端模式和应用端模式。在设备端模式下：OPC组件通过采用OPC技术实现现场数据的接入。标准数据接口通过对现场数据的重新建模，实现现场数据到IEC61400-25服务器数据的映射。配置接口提供对OPC组件功能和标准数据接口建模策略的配置操作。在应用端模式下：标准数据接口从IEC61400-25服务器提取数据，OPC组件实现数据在操作系统平台上的组件对象化，实现多种通信协议的连接。配置器承担相关配置工作。

制造报文规范(MMS)协议机，负责实现抽象的IEC61400-25服务到具体的MMS服务的映射。网关通过MMS协议机实现基于IEC61400-25标准的远程服务交互和数据通信，网关与网关之间也通过MMS协议机通信。协议机位于OSI 7层模型的应用层，不限定底层的实现方式。

配置器是网关的配置功能接口，将基于XML文件的WPPCL(风电机组配置语言)静态配置与基于MMS通信的动态配置相结合，通过数据库平台上的关联和配置，实现对IEC61400-25网关及风电机组控制器的远程配置。静态配置解决数据通信系统初始化阶段的配置问题，动态配置则注重运行过程中的设备关联和配置问题。配置器由风电场配置文件的编辑/解析工具，MMS协议的交互配置器等组成，分别提供基于配置文件和MMS通信的配置服务。

(2)一种部署网关实现通信协议适配的实施方法

将网关配置成设备端模式，架设在风电机组等风电设备端，可实现风电设备数据源的通信协议适配；也可将网关配置成应用端模式，安装在SCADA系统平台上，实现SCADA系统的通信协议适配。两种模式可以单独使用，解决单边通信协议适配问题；也可配套使用，解决双边通信协议适配问题。设备端模式与应用端模式具有功能层次对等的体系结构。实施本方法后的风电场监控通信网络符合IEC61400-25标准。设备端模式网关和应用端模式网关在建立关联时，通过发布自身信息模型，分析对方信息模型，建立功能关联，重构功能关联信息模型的方式，实现信息模型的同步。

本发明的有益效果是：通过一种方法，同时实现风电机组和SCADA系统的基于IEC61400-25标准监控通信协议适配，重用性高，投资收益大。风电场原有不符合标准的风电设备及SCADA系统和符合标准的新型设备和系统均可连接使用，开放性大。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明

图1是本发明中设备端模式网关的体系结构示意图。

图2是本发明中应用端模式网关的体系结构示意图。

图3是本发明在风电机组通信协议与IEC61400-25标准通信协议适配工程中的实施部署图。

图4是本发明在风电机组和非标准SCADA系统双边通信协议适配中的实施部署图。