风力发电机组中央监控系统研究与实现

论文摘要

随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，而地球上可利用的常规能源日趋匮乏。有计划利用常规能源、节约能源、开发新能源和可再生能源是唯一的出路，而作为可再生能源的风力发电现已成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。风力发电场选择在风力资源较为丰富的地方，在我国主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地带及岛屿。风电场分布地域广、装机数量多并大多地处于人烟稀少地区，为了实现风机的无人值守，同时为了实现电网电力的统一调度，需建立风力发电机组远程监控系统以实现对风机的集中监控、功率分配和远程监视。针对不同的风电机组，其对应的远程监控系统不完全相同的，故本课题也建立在具体的风电机组上进行，以某公司生产的2MW风电机组为研究对象，探索出适合于当前国内有自主知识产权的国产风电机组的风电场集中监控方法。本文首先介绍了风力发电概况、风力发电机组远程监控系统概述以及国内外远程监控系统研究现状；其次对风电机组中央监控系统的需求进行了分析，提出了整个系统的设计要求；在此基础上，进行了整个系统架构研究设计，包括硬件系统架构和软件系统架构设计，整个网络的组网方式和通讯接口，以及中央监控系统的组成；随后分系统对中央监控系统通讯子系统、中央监控系统实时监控和数据管理子系统进行了研究设计；最后得出全文结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外风力发电概况
• 1.3 风力发电远程监控系统组成及国内外研究现状
• 1.3.1 风力发电机组的远程监控系统组成
• 1.3.2 国内外风力发电远程监控系统研究现状
• 1.4 论文的的主要内容与目的
• 第2章 中央监控系统的总体设计
• 2.1 系统需求分析
• 2.2 系统设计要求
• 2.2.1 系统性能要求
• 2.2.2 输入输出要求
• 2.2.3 故障处理要求
• 2.2.4 从开发者角度要求
• 2.3 系统总体设计
• 2.4 硬件系统架构设计
• 2.4.1 光纤组网架构设计
• 2.4.2 监控中心架构设计
• 2.5 软件系统架构设计
• 2.5.1 通讯接口协议
• 2.5.2 操作系统、数据库及开发工具选择
• 2.5.3 北京亚控科技有限公司组态王简介
• 2.5.4 软件架构设计
• 2.6 主要设备功能描述
• 2.7 本章小结
• 第3章 通信子系统设计
• 3.1 常用的网络设计方案介绍
• 3.1.1 总线型网络结构
• 3.1.2 星型网络结构
• 3.1.3 树型网络结构
• 3.1.4 环型网络结构
• 3.1.5 网状拓扑结构
• 3.2 与风电机组通讯子系统
• 3.2.1 风电机组之间及与监控室之间的网络架构设计
• 3.2.2 接口通讯协议
• 3.2.3 通讯控制功能模块配置
• 3.3 与风电场调度通讯子系统
• 3.3.1 选择接口协议
• 3.3.2 通讯控制功能模块配置
• 3.3.3 本通信子系统提供的系统支持
• 3.4 本章小结
• 第4章 实时监控和数据管理子系统设计
• 4.1 系统体系结构设计
• 4.1.1 系统功能描述
• 4.1.2 体系结构设计
• 4.2 风机数据管理系统数据结构设计
• 4.2.1 系统数据分析
• 4.2.2 数据结构设计
• 4.2.3 数据库设计
• 4.3 风机功率曲线和可利用率的计算方法
• 4.3.1 功率曲线
• 4.3.2 可利用率
• 4.4 各部分功能模块设计
• 4.4.1 系统平台管理模块设计
• 4.4.2 风机实时监控模块设计
• 4.4.3 风机数据管理模块设计
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历