风机变流器远程监控系统设计与实现

论文摘要

变流器是风力发电系统的关键部分，它使用单独的控制系统与通信协议，主要起着将风力发电机发出的交流电进行变流整流的作用。而变流器特殊的工作环境导致了变流器监控维护困难，为了提高风电系统的智能化水平、可维护性、可靠性与工作效率，提出一套针对风电变流器监控系统具有重要的现实生产意义。文章首先介绍了远程监控系统所涉及的相关技术的研究与应用现状以及相关技术原理；并进行了课题项目的需求分析和系统分析；设计了风机变流器远程监控系统的总体结构与软件架构；详细介绍了整个系统的硬件系统的设计、软件系统的主要功能模块的流程设计和核心功能模块的开发。本系统分为两个部分，第一部分是风机变流器的通信网关，通过此网关实现TCP/IP协议与CAN总线通信协议之间的转换，实现远程监控系统与风机变流器之间的信息通信；第二部分就是服务器端，服务器采用了B/S网络结构，使用嵌入式WEB服务器系统，融合了CAN总线通信协议，用户只需要通过网络浏览器就能远程控制变流器工作，并实时采集、处理与显示变流器的工作参数，如母线电压、逆变电流、变流器元器件温度等。系统可以实时监听变流器CAN总线上出现的错误代码，通知用户处理并提出纠错的解决方案。另外系统能对变流器的工作参数、工作方式进行远程设置，并远程下载更新变流器内部控制系统。通过实际应用验证系统的运行正常与可靠，达到预期的设计要求，并将设计的系统与其他的远程监控系统进行了对比分析。最后对整个课题的设计工作进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 论文背景及研究意义
• 1.2 相关技术及研究现状
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 应用现状
• 1.3 本文来源及主要研究内容
• 1.4 本文组织结构
• 第2章 相关技术原理
• 2.1 风机变流器相关
• 2.1.1 风机变流器系统原理
• 2.1.2 风机变流器控制
• 2.2 CAN 总线概述
• 2.2.1 CAN 总线的技术特点
• 2.2.2 CAN 总线的通讯协议
• 2.2.3 报文和帧
• 2.3 嵌入式 Web 原理
• 2.3.1 嵌入式系统相关
• 2.3.2 Web 技术
• 2.3.3 嵌入式 Web 技术
• 2.3.4 嵌入式 TCP/IP 协议
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统总体设计
• 3.1 系统需求分析
• 3.2 系统总体架构
• 3.3 硬件结构分析
• 3.3.1 变流器通信网关
• 3.3.2 嵌入式 Web 服务器
• 3.4 软件结构分析
• 3.4.1 变流器通信网关
• 3.4.2 嵌入式 Web 服务器
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统详细设计与实现
• 4.1 变流器通信网关的设计
• 4.1.1 硬件设计
• 4.1.2 软件设计
• 4.2 嵌入式 Web 服务器的设计与实现
• 4.2.1 硬件设计
• 4.2.2 软件设计
• 4.2.3 实现效果
• 4.3 系统对比分析
• 4.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢