基于上述背景,论文围绕基于HTML5跨平台的“北斗+风电”SCADA系统及其关键技术展开研究。首先,根据风电场实际的需求分析完成系统的总体设计;然后,在此基础上对系统六大关键技术(跨平台技术、风电日志数据采集技术、风电场数据高性能存取技术、风电场数据压缩技术、风电场数据加密技术、Spring Boot微服务框架技术等)展开了深入的研究;最后进行了系统的部署实现和系统测试。论文的核心部分是六大关键技术的研究和实现,尤其对风电场数据高性能存取和风电日志数据采集两项技术进行了更为深入的研究,提出了作者的新见解。
论文来源于湖南省教育厅2019北斗微小课题《跨平台的“北斗+风电”SCADA系统工程项目》。论文的研究意义在于提升了风电SCADA系统便捷式的监控管理和系统的跨平台能力;同时,通过论文六大关键技术的研究,解决了风电SCADA系统缺乏系统日志文件管理、存取性能低、风电数据压缩速率低、风电数据安全性低、开发效率低下、负载高等问题,因而大大提升了系统的操作效率、稳定性与安全性。应用表明,系统部署到实际风场后,有效保障了风电高效、安全、稳定的运行,大幅度提升了能源清洁化水平,从而有力地促进了“北斗+风电”应用。
关键词:SCADA系统;大数据;跨平台;风电;北斗
目 录
诚信声明
摘 要
ABSTRACT
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 SCADA系统及相关技术研究现状 2
1.3.1 SCADA系统研究现状 2
1.3.2 SCADA系统关键技术研究现状 3
1.3.3 研究现状评述 5
1.4 本章小结 7
2 系统需求分析 8
2.1 SCADA系统跨平台需求分析 8
2.2 系统功能需求分析 8
2.3 系统性能分析 9
2.4 系统开发环境需求 10
2.5 本章小结 10
3 系统总体方案设计 11
3.1 系统总体功能结构 11
3.1.1 用户管理模块 11
3.1.2 全风场实时监控模块 11
3.1.3 单风场全风机实时监控模块 12
3.1.4 单风机实时监控模块 12
3.2 系统基本处理流程 13
3.2.1 系统总体处理流程 13
3.2.2 用户管理处理流程 14
3.2.3 全风场实时监控流程 15
3.2.4 单风场全风机实时监控流程 15
3.2.5 单风机实时监控流程 16
3.3 系统硬软件体系结构 18
3.3.1 系统硬件体系结构 18
3.3.2 系统软件体系结构 18
3.4 数据库设计 19
3.4.1 数据库系统设计分析 19
3.4.2 数据库概念设计 20
3.4.3 数据库逻辑设计 21
3.4.4 数据库表设计 22
3.5 本章小结 28
4 系统关键技术研究与设计 29
4.1 SCADA系统关键技术分析 29
4.2 基于HTML5的跨平台技术 29
4.2.1 跨平台开发技术分析 29
4.2.2 跨平台开发设计 30
4.2.3 跨平台开发实现 31
4.3 基于Flume的风电日志数据采集技术 32
4.3.1 风电日志数据采集模块总体设计 32
4.3.2 风电日志数据采集区设计 33
4.3.3 风电日志数据存储和分析区设计 34
4.3.4 风电日志数据采集区实现 34
4.3.5 风电日志数据存储和分析区实现 35
4.3.6 风电日志数据采集模块实现 36
4.4 基于HBase的风电场数据高性能存取技术 37
4.4.1 基于Hadoop和HBase的风电大数据存取架构设计 37
4.4.2 基于HBase的风电数据读取优化算法设计与实现 38
4.4.3 基于HBase的风电数据存储优化算法设计与实现 40
4.5 基于LZO的风电场数据压缩技术 37
4.5.1 风电场数据压缩种类分析 42
4.5.2 风电场数据压缩实现 42
4.6 基于DES的SCADA系统登录密码加密技术 43
4.6.1 SCADA系统DES加密技术分析 43
4.6.2 SCADA系统登录密码加密实现 43
4.7 基于Spring Boot的微服务框架技术 45
4.7.1 微服务Spring Boot框架搭建分析 45
4.7.2 微服务Spring Boot框架注解优化实现 45
4.7.3 微服务Spring Boot中Servlet容器优化实现 46
4.8 本章小结 46
5 系统实现 47
5.1 关键技术应用结果分析 48
5.2 Android平台界面展示 48
5.2.1 用户管理Android界面展示 48
5.2.2 全风场实时监控Android界面展示 50
5.2.3 单风场全风机实时监控Android界面展示 51
5.2.4 单风机实时监控Android界面展示 52
5.3 Web平台界面展示 53
5.3.1 用户管理Web界面展示 54
5.3.2 全风场实时监控Web界面展示 54
5.3.3 单风场全风机实时监控Web界面展示 55
5.3.4 单风机实时监控Web界面展示 56
5.4 本章小结 58
6系统测试 59
6.1 测试环境 59
6.2 功能测试 59
6.3 性能测试 61
6.4 集成测试 62
6.5 系统测试 62
6.6 本章小结 62
结 论 63
参考文献 64
致 谢 66