文章总结： 文档解析风力发电工控系统架构，详述电力监控系统的安全区划分。涵盖I区风机控制与保护、II区功率预测与故障录波、及III/IV区管理信息系统。内容涉及核心模块功能、通讯协议及操作系统，为风电场安全体系理解提供基础架构参考。 综合评分： 85 文章分类： IoT安全,安全建设,网络安全

【大话工控安全】工业控制系统行业知识：电力行业风力发电场景

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2026年1月17日 20:39 山东

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风力发电作为一种新型清洁能源，具有发电成本低、无污染、效率高等优点。

根据电力监控系统和风电场系统网络结构，按照功能结构划分，风力发电场划分为两部分，

一是风力发电生产控制部分，即非涉网部分；

二是发电并网相关的业务的控制系统，即变电站的安全Ⅰ区、Ⅱ区涉网部分。

风电场的控制区主要包括以下业务系统和功能模块:风电场监控系统、无功电压控制、发电功率控制、升压站监控系统、继电保护和相量测量装置(PMU)等。

风电厂监控系统现状

安全区I区系统介绍

安全区Ⅰ（控制区）是指由具有实时监控功能、纵向连接使用调度数据网的实时子网或专用通道的各业务系统构成的安全区域。控制区中的业务系统或其功能模块（或子系统）的典型特征为：是电力生产的重要环节，直接实现对电力一次系统的实时监控，纵向使用调度数据网或专用通道，是安全防护的重点与核心。

• 风机集中控制系统

风机集中控制系统主要作用在于可在风电厂有功功率自动控制上，接收电网调度下发的风电厂有功自动控制指令，根据风电机组的不同的运行、控制特性和实时运行工况，综合运用风机监控系统提供的集群控制、单机功率控制、单机启停等控制手段，进行目标出力在具体风电机组上的优化分配控制。系统具备安全约束校核和控制指令校核功能，校核未通过将闭锁相应控制，并且闭锁状态必须由人工解除。

在遇到故障等紧急情况时，系统可以强制退出有功自动控制，并设置有功自动控制状态信号为退出。

• 网控系统（NCS）

网控系统主要是作为全厂站的设备监视、测量、控制、管理的中心，通过光纤传输，接受现场采集的数字量、模拟量与电度量信息，以及向现场发布控制命令。

• 相量测量装置（PMU）

同步相量测量装置PMU主要利用全球定位系统(GPS)提供的精确时间基准对电力系统的状态进行数据采集,它可以直接测得PMU安装点的节点电压相量,包括电压有效值和相角,通过把监测到的数据经由通讯网络传送到调度中心,供管控人员进行分析,对厂站电力系统监视、保护、稳定判别和稳定控制起到重要作用。

测量数据通过调度数据网发送到XX市调WAMS系统。

• 系统保护装置

继电保护装置能反映电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全、连续供电。

安全区II区系统介绍安全区Ⅱ（非控制区）

在生产控制范围内由在线运行但不直接参与控制、是电力生产过程的必要环节、纵向连接使用调度数据网的非实时子网的各业务系统构成的安全区域。非控制区中业务系统或功能模块的典型特征为：是电力生产的必要环节，在线运行但不具备控制功能，使用调度数据网，与控制区中的业务系统或功能模块联系紧密。

• #### 风功率预测系统

风电具有间歇性、随机性和波动性。风电厂出力不稳的特点，利用风电功率预测系统使风电厂可以向电网公司提供准确的天前发电功率曲线，这使得电网调度可以有效利用风电资源，提高风电发电上网小时数额。同时满足了相关国家发展要求规范。操作系统主要采用嵌入式UNIX操作系统，内部数据通讯采用TCP/IP协议进行通讯，部分数据按照要求通过调度数据网发送至XX市调。

• 故障录波系统

故障录波系统由电网调度端的故障录波信息管理、电网层的故障元件诊断、以及双端测距等功能组成。可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平均有着重要作用。系统内部与本地保护及故障录波信息子站之间通过TCP/IP协议进行数据通信。系统内部与安全区I区系统安全保护装置之间通过TCP/IP协议进行数据通信。系统与XX市调故障录波系统通信通过调度数据网通讯。

• #### 电能量计量系统

电能量采集计量系统的建设实施是为了能够安全、可靠、准实时地采集电能量原始数据及相关信息，在此基础上具备丰富的数据合理性校验、数据业务处理、统计计算、电能量管理、网损管理、报表生成、数据发布等应用功能，为各部门提供生产运行数据，为各决策部门提供决策依据。

系统主要使用LINUX操作系统。本系统与外部系统的接口均采用TCP/IP协议进行数据通讯，系统内部接口则采用串口进行数据采集，部分数据按照要求通过调度数据网发送至XX市调TMR系统。

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• 故障录波系统

故障录波系统由电网调度端的故障录波信息管理、电网层的故障元件诊断、以及双端测距等功能组成。可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平均有着重要作用。系统内部与本地保护及故障录波信息子站之间通过TCP/IP协议进行数据通信。系统内部与安全区I区系统安全保护装置之间通过TCP/IP协议进行数据通信。系统与XX市调故障录波系统通信通过调度数据网通讯。

• #### 电能质量监测

电能质量监测装置除具有常规的电能质量稳态指标的监测外，还对电能质量的暂态扰动，主要是电压的骤升、骤降进行监测和记录。系统与XX市调通信通过调度数据网通讯。

安全区III/IV区系统介绍

按照《电力监控系统安全防护规定》，管理信息大区内部在不影响生产控制大区安全的前提下，可以根据各企业不同安全要求划分安全区，原则上应划分为安全区Ⅲ（生产管理区）和安全区Ⅳ（管理信息区）。

• #### DMIS终端

 DMIS应用主要包括调度门户网站、调度管理互联模块、基础信息管理、调度流程管理、运行值班管理、生产控制管理、专业运行管理、统计分析报表、调度技术培训、调度综合管理等十大应用。

安全区IV区系统介绍

• #### MIS

MIS网是管理信息大区网络和其上运行的服务以及用户端的统称。MIS网以核心交换机为中心，网络覆盖风电厂主要建筑内，提供的服务包括办公自动化、财务管理、生产运行数据发布等，网络用户数量大、用户类型复杂。MIS网络对外的连接包括与集团公司的连接以及与Internet的连接。

根据各安全区的系统设备情况，风电厂的网络拓扑结构如下：

结束

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