風力發(fā)電控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種風力發(fā)電控制系統(tǒng)，包括：主控計算機、均流控制器、光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器和遠程I/O模塊；所述主控計算機連接均流控制器，所述均流控制器連接光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，所述均流控制器用于解決主控計算機與光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器之間電流和熱應力的不均衡問題；所述光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器連接遠程I/O模塊，遠程I/O模塊連接風力發(fā)電機，所述遠程I/O模塊用于將風力發(fā)電機的I/O信號傳輸?shù)焦饫w/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，將所述I/O信號發(fā)送到主控計算機。
【專利說明】風力發(fā)電控制系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及風力發(fā)電自動控制領域，尤其涉及一種風力發(fā)電控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風電作為無污染的新能源形式近年來在全球得到了迅速的發(fā)展。風力發(fā)電也是改善能源結(jié)構(gòu)、應對全球暖化和能源安全問題的主要替代能源技術(shù)之一。風力發(fā)電控制系統(tǒng)的基本目標分為三個層次:保證風力發(fā)電機組的安全可靠運行，獲取最大能量以及提供好的電力質(zhì)量?？刂葡到y(tǒng)主要包括各種傳感器、變距系統(tǒng)、運行主控制器、功率輸出單元、無功補償單元、并網(wǎng)控制單元、安全保護單元、通訊接口電路、監(jiān)控單元。
[0003]風力發(fā)電系統(tǒng)往往工作在很空曠的場地上；在許多情況下，風力發(fā)電塔必須要相互隔開一段很長的距離。因此，構(gòu)建系統(tǒng)時，必須要考慮到各個風塔之間長距離通訊的要求；并且這些風塔還工作在有電力干擾的環(huán)境之中，這也是一條必須要考慮的要素。在該解決方案中，客戶需要一個可靠、高性能的系統(tǒng)來進行長距離精確的傳送數(shù)據(jù)，并且，每個風塔都需要通過以太網(wǎng)向中央監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)。
[0004]從控制系統(tǒng)角度來看，風機發(fā)電系統(tǒng)的雙饋調(diào)速系統(tǒng)及電動變漿系統(tǒng)數(shù)學模型結(jié)構(gòu)復雜，計算精度高；遠程監(jiān)控系統(tǒng)、故障檢測及自復位功能的應用使控制器的數(shù)據(jù)計算量很大。由于同一時間不同優(yōu)先級別事件的存在，控制器必須按照事件的重要程度執(zhí)行不同的掃描周期。這些特點要求控制器具備高速度，支持多優(yōu)先級多任務程序結(jié)構(gòu)，支持高級算法等功能。此外，為保證系統(tǒng)個控制器與變頻設備之間的通訊的可靠性與實時性，控制器還必須支持現(xiàn)場總線和遠程監(jiān)控所使用的工業(yè)以太網(wǎng)通訊協(xié)議。
[0005]風力發(fā)電系統(tǒng)通常建設在惡劣的環(huán)境中，并且各個系統(tǒng)之間距離往往都是上千米。此外，這些風塔之間都存在著電力干擾，因此對系統(tǒng)的抗干擾性、可靠性有較高的要求，這樣才能保證網(wǎng)絡穩(wěn)定工作、數(shù)據(jù)正確傳輸。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種風力發(fā)電控制系統(tǒng)。
[0007]為了實現(xiàn)本實用新型的上述目的，本實用新型提供一種風力發(fā)電控制系統(tǒng)，包括:主控計算機、均流控制器、光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器和遠程I/o模塊；
[0008]所述主控計算機連接均流控制器，所述均流控制器連接光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，所述均流控制器用于解決主控計算機與光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器之間電流和熱應力的不均衡問題；
[0009]所述光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器連接遠程I/O模塊，遠程I/O模塊連接風力發(fā)電機，所述遠程I/o模塊用于將風力發(fā)電機的I/O信號傳輸?shù)焦饫w/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，將所述I/O信號發(fā)送到主控計算機。
[0010]所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:數(shù)據(jù)服務器，所述數(shù)據(jù)服務器連接主控計算機，用于將主控計算機運算的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)服務器，或者將數(shù)據(jù)服務器中歷史數(shù)據(jù)進行分析比較。
[0011]所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)連接主控計算機，所述監(jiān)控系統(tǒng)由防震攝像機組成，所述防震攝像機放置于風力發(fā)電機周圍，監(jiān)測風力發(fā)電機工作狀態(tài)。
[0012]所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:信息輸出系統(tǒng)，所述信息輸出系統(tǒng)連接主控計算機，所述信息輸出系統(tǒng)為打印裝置，將主控計算機的輸出信息由打印裝置進行打印輸出。
[0013]所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:所述主控計算機還連接N組均流控制器、光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器和遠程I/o模塊，用于對N組風力發(fā)電機進行I/O信號監(jiān)測，其中N為正整數(shù)。
[0014]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:風電控制系統(tǒng)解決方案，從帶有多種現(xiàn)場總線的CPU單元，到專業(yè)的I/O模塊，為風機的控制系統(tǒng)提供了集成的、穩(wěn)定的、模塊化的解決方案，開放式的架構(gòu)使得我公司的解決方案可以與客戶的既有的控制軟件無縫整合。方案中工業(yè)級交換機和變換器在設計時就考慮到了各種惡劣的環(huán)境，包括寬溫工作范圍、防塵設計、3000VDC浪涌保護以及4000VDC以太網(wǎng)斷電保護等。另夕卜，此系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，還可以通過三種方式安裝:DIN導軌、面板安裝以及壁掛式安裝，使得這些產(chǎn)品在工業(yè)環(huán)境下非常便于用戶使用。通過工業(yè)級光纖解決方案，為用戶提供了通用、可靠、長距離的數(shù)據(jù)傳輸方法；此外，整個通訊系統(tǒng)的工作也比以前更有效率。在環(huán)境惡劣的風力發(fā)電過程中，提供可靠、高性能的系統(tǒng)來進行長距離精確的傳送數(shù)據(jù)，提高整個發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0015]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0017]圖1為本實用新型風力發(fā)電系統(tǒng)主控計算機連接示意圖；
[0018]圖2為本實用新型風力發(fā)電系統(tǒng)連接示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0020]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附
圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0021]在本實用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0022]如圖1、2所示，本實用新型公開一種風力發(fā)電控制系統(tǒng)，包括:主控計算機、均流控制器、光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器和遠程I/o模塊；
[0023]所述主控計算機連接均流控制器，所述均流控制器連接光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，所述均流控制器用于解決主控計算機與光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器之間電流和熱應力的不均衡問題；
[0024]所述光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器連接遠程I/O模塊，遠程I/O模塊連接風力發(fā)電機，所述遠程I/o模塊用于將風力發(fā)電機的I/O信號傳輸?shù)焦饫w/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，將所述I/O信號發(fā)送到主控計算機。
[0025]所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:數(shù)據(jù)服務器，所述數(shù)據(jù)服務器連接主控計算機，用于將主控計算機運算的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)服務器，或者將數(shù)據(jù)服務器中歷史數(shù)據(jù)進行分析比較。
[0026]所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)連接主控計算機，所述監(jiān)控系統(tǒng)由防震攝像機組成，所述防震攝像機放置于風力發(fā)電機周圍，監(jiān)測風力發(fā)電機工作狀態(tài)。
[0027]所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:信息輸出系統(tǒng)，所述信息輸出系統(tǒng)連接主控計算機，所述信息輸出系統(tǒng)為打印裝置，將主控計算機的輸出信息由打印裝置進行打印輸出。
[0028]所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:所述主控計算機還連接N組均流控制器、光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器和遠程I/o模塊，用于對N組風力發(fā)電機進行I/O信號監(jiān)測，其中N為正整數(shù)。
[0029]支持網(wǎng)絡的HMI人機界面
[0030]帶XScale CPU和CAN接口的PAC (可編程自動化控制器)
[0031]帶工業(yè)以太網(wǎng)接口的工業(yè)計算機
[0032]12路高速模擬量輸入模塊
[0033]8路熱電阻溫度模塊
[0034]12路繼電器輸出模塊
[0035]24路數(shù)字量輸入/輸出模塊
[0036]4通道高速計數(shù)模塊
[0037]帶多模光纖端口的多端口 10/100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)交換機
[0038]以太網(wǎng)到多模光纖轉(zhuǎn)換器
[0039]以太網(wǎng)到單光纖WDM光纖轉(zhuǎn)換器WDM是一種光纖通信技術(shù)，附圖中的小圖標是帶wdm光纖技術(shù)的控制器
[0040]可編程自動化控制器PAC加上I/O模塊為風電控制系統(tǒng)提供了最佳的解決方案。內(nèi)嵌KW軟邏輯的可編程自動化控制器PAC，是在復雜批次控制應用中實現(xiàn)實時性和確定性的最好平臺。而且，它還帶有一個CANopen接口和一個工業(yè)以太網(wǎng)LAN接口，以和其它設備通訊。高速計數(shù)模塊對偏航和變漿的A/B/Z三相編碼器進行精確測量。12路繼電器輸出模塊通過液壓系統(tǒng)對葉片和偏航進行控制。
[0041]本解決方案具有集成多個基于以太網(wǎng)的設備的能力。通過它自帶的光纖端口，帶多模光纖端口的多端口 10/100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)交換機可以通過光纖將數(shù)據(jù)傳送回遠程的監(jiān)控中心。在某些情況下以太網(wǎng)到多模光纖轉(zhuǎn)換器連接到一個只能使用以太網(wǎng)進行通訊的設備，并且將基于以太網(wǎng)的信號轉(zhuǎn)換成光纖信號。由于長距離傳輸?shù)男枰蕴W(wǎng)到單光纖WDM 光纖轉(zhuǎn)換器支持 WDM (Wavelength Division Multiplexing), WDM 可以在 15km 的距離內(nèi)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。此外，WDM還允許在一個單光纖電纜中發(fā)送和接收不同波長的多元信號，以節(jié)省將近一半的電纜成本。
[0042]系統(tǒng)架構(gòu)
[0043]風電控制系統(tǒng)解決方案，從帶有多種現(xiàn)場總線的CPU單元，到專業(yè)的1/0模塊，為風機的控制系統(tǒng)提供了集成的、穩(wěn)定的、模塊化的解決方案，開放式的架構(gòu)使得我公司的解決方案可以與客戶的既有的控制軟件無縫整合。方案中工業(yè)級交換機和變換器在設計時就考慮到了各種惡劣的環(huán)境，包括寬溫工作范圍、防塵設計、3000VDC浪涌保護以及4000VDC以太網(wǎng)斷電保護等。另外，此系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，還可以通過三種方式安裝:DIN導軌、面板安裝以及壁掛式安裝，使得這些產(chǎn)品在工業(yè)環(huán)境下非常便于用戶使用。通過工業(yè)級光纖解決方案，為用戶提供了通用、可靠、長距離的數(shù)據(jù)傳輸方法；此外，整個通訊系統(tǒng)的工作也比以前更有效率。
[0044]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0045]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種風力發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:主控計算機、均流控制器、光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器和遠程I/o模塊；所述主控計算機連接均流控制器，所述均流控制器連接光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，所述均流控制器用于解決主控計算機與光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器之間電流和熱應力的不均衡問題；所述光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器連接遠程I/o模塊，遠程I/O模塊連接風力發(fā)電機，所述遠程I/o模塊用于將風力發(fā)電機的I/O信號傳輸?shù)焦饫w/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，將所述I/O信號發(fā)送到主控計算機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括:數(shù)據(jù)服務器，所述數(shù)據(jù)服務器連接主控計算機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括:監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)連接主控計算機，所述監(jiān)控系統(tǒng)由防震攝像機組成，所述防震攝像機放置于風力發(fā)電機周圍，監(jiān)測風力發(fā)電機工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括:信息輸出系統(tǒng)，所述信息輸出系統(tǒng)連接主控計算機，所述信息輸出系統(tǒng)為打印裝置，將主控計算機的輸出信息由打印裝置進行打印輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括:所述主控計算機還連接N組均流控制器、光纖/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器和遠程I/O模塊，用于對N組風力發(fā)電機進行1/0信號監(jiān)測，其中N為正整數(shù)。
【文檔編號】F03D7/02GK203499917SQ201320478977
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】夏昕, 羅中勤, 牟倫亮, 郭鋒 申請人:重慶安能工貿(mào)有限責任公司