專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙饋型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整機(jī)控制，尤其是指一種基于AC500控制器的 兆瓦級(jí)雙饋型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)控制系統(tǒng)，主要用來(lái)對(duì)兆瓦級(jí)雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行整機(jī)控 制。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，全國(guó)電力供應(yīng)緊張的矛盾越來(lái)越突出，因此作 為除水電之外，可再生能源開(kāi)發(fā)利用中最成熟、最具規(guī)模和最有商業(yè)化發(fā)展前景的風(fēng)力發(fā) 電近幾年來(lái)也得到了高速的發(fā)展。兆瓦級(jí)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因發(fā)電量大，制作相對(duì)要比較 簡(jiǎn)單，因此雙饋型變速恒頻風(fēng)電機(jī)組是目前國(guó)內(nèi)外風(fēng)電市場(chǎng)的主流機(jī)型。雙饋風(fēng)機(jī)整機(jī)控 制系統(tǒng)是雙饋機(jī)組的核心裝備和關(guān)鍵技術(shù)之一，它是風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的"大腦"，完成風(fēng)電 機(jī)組運(yùn)行控制、狀態(tài)檢測(cè)、變速控制、變槳控制、偏航控制、故障處理和診斷，與遠(yuǎn)程監(jiān)控系 統(tǒng)接口等風(fēng)機(jī)功能，是整個(gè)機(jī)組正?？煽窟\(yùn)行及實(shí)現(xiàn)最佳效率運(yùn)行的可靠保證，整機(jī)控制 系統(tǒng)的性能對(duì)整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)、成本以及性能都起到了決定性的影響?，F(xiàn)有的雙饋風(fēng) 機(jī)整機(jī)控制系統(tǒng)主要采用單一的控制系統(tǒng)，即各部分都是單獨(dú)進(jìn)行控制的，再將各單元控 制整合在一個(gè)箱體內(nèi)，因此整個(gè)控制系統(tǒng)顯得十分龐大，而且各部分之間相互干擾比較厲 害，性能不穩(wěn)定，且基本依賴(lài)進(jìn)口，價(jià)格昂貴，相關(guān)核心控制軟件掌握在外方手中。因此很有 必要對(duì)此加以改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于就是為了克服現(xiàn)有雙饋風(fēng)機(jī)整機(jī)控制系統(tǒng)的不足，提供 一種控制功能更完備，性能更穩(wěn)定可靠，人員操作方便、便于維護(hù)的控制系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的目的所提出的技術(shù)實(shí)施方案是一種雙饋風(fēng)機(jī)整機(jī)控制系統(tǒng)， 包括機(jī)艙控制子系統(tǒng)和塔基子系統(tǒng)組成，兩個(gè)子系統(tǒng)之間主要利用以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)以太 網(wǎng)進(jìn)行信息交換，并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)之間通過(guò)^ternet進(jìn)行信息交換；在機(jī)艙控制子系統(tǒng) 和塔基子系統(tǒng)中均設(shè)有界面一致的操作控制屏，操作控制屏通過(guò)RS232接口與控制器進(jìn)行 信息交換。所述的機(jī)艙控制子系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)控制部分、風(fēng)葉片槳距角 和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩(功率)給定閉環(huán)調(diào)節(jié)控制部分、整機(jī)狀態(tài)檢測(cè)與保護(hù)、故障診斷與記錄部 分、人機(jī)交互接口和與變槳/偏行驅(qū)動(dòng)變頻器、功率變流器的通信部分；機(jī)艙控制子系統(tǒng) 通過(guò)CANOpen總線協(xié)議與變槳和偏航驅(qū)動(dòng)變頻器通信；通過(guò)CAN2. OA自定義總線協(xié)議與功 率變流器進(jìn)行信息交換；通過(guò)以太網(wǎng)分別與塔基控制子系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； 另外，還分別通過(guò)RS485/RS232接口與風(fēng)速儀、操作控制屏通信；通過(guò)直接的數(shù)字量(模擬 量)I/O通道與現(xiàn)場(chǎng)傳感器和控制設(shè)備接口。所述的塔基控制子系統(tǒng)包括塔基(包括箱變)狀態(tài)信號(hào)的采集與監(jiān)視，并通過(guò)以 太網(wǎng)與機(jī)艙控制子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)在塔基對(duì)機(jī)艙控制子系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視和操作控制。塔基控制子系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)與機(jī)艙控制子系統(tǒng)和SCADA遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相 連；通過(guò)RS232接口與操作控制屏通信；并通過(guò)直接的數(shù)字量(模擬量)1/0通道與現(xiàn)場(chǎng)傳 感器和控制設(shè)備接口。本實(shí)用新型特點(diǎn)就是相比現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)控制技術(shù)，本實(shí)用新型集中了各部分綜合控 制，簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng)的控制裝置，因此提高了風(fēng)機(jī)發(fā)電量，消除了風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈諧振，提高了 風(fēng)機(jī)齒輪箱壽命，完全替代了進(jìn)口的兆瓦級(jí)雙饋風(fēng)力機(jī)組控制系統(tǒng)。

圖1是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D圖中1、城市辦公室；2、Modem ；3、擴(kuò)展I/O模塊；4、連接管道；5、變槳控制單元； 6、偏航控制單元；7、路由器防火墻；8、塔基控制器；9、機(jī)艙控制器；10、操作控制屏；11、I/ 0通道；12、風(fēng)速儀；13、手提電腦；14、太網(wǎng)交換機(jī)；15、太網(wǎng)交換機(jī)；16、風(fēng)電場(chǎng)控制室；17、 機(jī)艙控制子系統(tǒng)；18、塔基子系統(tǒng)；19、SCADA遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；20、I/O單元；21、顯示器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如附圖1所示，本實(shí)用新型為一種雙饋風(fēng)機(jī)整機(jī)控制系統(tǒng)，包括機(jī)艙控制子系統(tǒng) 17和塔基子系統(tǒng)18組成，兩個(gè)子系統(tǒng)之間主要利用以太網(wǎng)交換機(jī)14和15通過(guò)以太網(wǎng)(光 纖介質(zhì))進(jìn)行信息交換，并與SCADA遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)19之間通過(guò)hternet (光纖介質(zhì))進(jìn)行 信息交換。在機(jī)艙控制子系統(tǒng)17和塔基子系統(tǒng)18中均設(shè)有界面一致的操作控制屏，操作 控制屏通過(guò)RS232接口與控制器進(jìn)行信息交換，以方便各系統(tǒng)的功能調(diào)試和整機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)的 運(yùn)行維護(hù)。機(jī)艙控制子系統(tǒng)17內(nèi)有機(jī)艙控制器9，機(jī)艙控制器9通過(guò)CANOpen總線協(xié)議與 變槳控制單元5和偏航控制單元6通信，進(jìn)行信息交換，同時(shí)機(jī)艙控制器9通過(guò)CAN2. OA自 定義總線協(xié)議與變流器控制單元進(jìn)行信息交換；機(jī)艙控制器9通過(guò)以太網(wǎng)分別與塔基控制 子系統(tǒng)18和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)19進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；另外，機(jī)艙控制器9還分別通過(guò)RS485/RS232 接口與風(fēng)速儀12和操作控制屏10通信，并通過(guò)直接的數(shù)字量(模擬量)I/O通道11與現(xiàn)場(chǎng) 傳感器和控制設(shè)備接口。在機(jī)艙控制器9旁還通過(guò)CS31總線與擴(kuò)展I/O模塊3通信。機(jī) 艙控制器9通過(guò)Khernet與以太網(wǎng)交換機(jī)14通信連接。在以太網(wǎng)交換機(jī)14設(shè)有接口，可 以直接與手提電腦13進(jìn)行通信。塔基控制子系統(tǒng)18的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，其主要實(shí)現(xiàn)塔基(包括箱變)狀態(tài)信號(hào)的采 集與監(jiān)視，并通過(guò)以太網(wǎng)與機(jī)艙控制子系統(tǒng)17進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)在塔基對(duì)機(jī)艙控制 子系統(tǒng)17的狀態(tài)監(jiān)視和操作控制。塔基控制子系統(tǒng)18通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)與機(jī)艙控制子系 統(tǒng)17和SCADA遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)19相連；通過(guò)RS232接口與操作控制屏通信。在基控制子系 統(tǒng)19內(nèi)分別設(shè)有塔基控制器8和路由器防火墻7，塔基控制器8和路由器防火墻7均通過(guò) Ethernet與太網(wǎng)交換機(jī)15通信連接；塔基控制器8通過(guò)RS232接口與顯示器21進(jìn)行信息 交換，并并通過(guò)直接的數(shù)字量(模擬量)1/0單元20場(chǎng)傳感器和控制設(shè)備接口。路由器防 火墻7通過(guò)Modem2與hternet (光纖介質(zhì))進(jìn)行信息交換。SCADA遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)19包括一個(gè)城市辦公室1和一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)控制室16，城市辦公 室1通過(guò)hternet與塔基控制子系統(tǒng)18的Modem通信，進(jìn)行信息交換；風(fēng)電場(chǎng)控制室16也是通過(guò)hternet與塔基控制子系統(tǒng)18的Modem2通信，進(jìn)行信息交換。
權(quán)利要求1.一種雙饋型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括機(jī)艙控制子系統(tǒng)和塔基子系 統(tǒng)組成，兩個(gè)子系統(tǒng)之間主要利用以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行信息交換，并與遠(yuǎn)程監(jiān)控 系統(tǒng)之間通過(guò)^ternet進(jìn)行信息交換；在機(jī)艙控制子系統(tǒng)和塔基子系統(tǒng)中均設(shè)有界面一 致的操作控制屏，操作控制屏通過(guò)RS232接口與控制器進(jìn)行信息交換。
2.如權(quán)利要求1所述的雙饋型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)艙控制 子系統(tǒng)內(nèi)有機(jī)艙控制器；機(jī)艙控制器通過(guò)以太網(wǎng)分別與塔基控制子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn) 行數(shù)據(jù)交換；另外，機(jī)艙控制器還分別通過(guò)RS485或RS232接口與風(fēng)速儀和操作控制屏通 信，并通過(guò)直接的I/O通道與現(xiàn)場(chǎng)傳感器和控制設(shè)備接口 ；在機(jī)艙控制器旁還通過(guò)CS31總 線與擴(kuò)展I/O模塊通信；機(jī)艙控制器通過(guò)Khernet與太網(wǎng)交換機(jī)通信連接。
3.如權(quán)利要求2所述的雙饋型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的塔基控 制子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)塔基狀態(tài)信號(hào)的采集與監(jiān)視，并通過(guò)以太網(wǎng)與機(jī)艙控制子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交 換；塔基控制子系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)與機(jī)艙控制子系統(tǒng)和SCADA遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相連；通 過(guò)RS232接口與操作控制屏通信；在塔基控制子系統(tǒng)內(nèi)分別設(shè)有塔基控制器和路由器防火 墻，塔基控制器和路由器防火墻均通過(guò)Khernet與以太網(wǎng)交換機(jī)通信連接；塔基控制器通 過(guò)RS232接口與顯示器進(jìn)行信息交換，并通過(guò)直接的I/O單元場(chǎng)傳感器和控制設(shè)備接口 ；路 由器防火墻通過(guò)Modem與hternet進(jìn)行信息交換。
4.如權(quán)利要求1所述的雙饋型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控 系統(tǒng)包括一個(gè)城市辦公室和一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)控制室，城市辦公室通過(guò)hternet與塔基控制子 系統(tǒng)的Modem通信，進(jìn)行信息交換；風(fēng)電場(chǎng)控制室也是通過(guò)^ternet與塔基控制子系統(tǒng)的 Modem通信，進(jìn)行信息交換。
5.如權(quán)利要求1所述的雙饋型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于在以太網(wǎng)交換機(jī) 設(shè)有接口，可以直接與手提電腦進(jìn)行通信。
專(zhuān)利摘要一種雙饋型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括機(jī)艙控制子系統(tǒng)17和塔基子系統(tǒng)18組成，兩個(gè)子系統(tǒng)之間主要利用以太網(wǎng)交換機(jī)14和15通過(guò)以太網(wǎng)(光纖介質(zhì))進(jìn)行信息交換，并與SCADA遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)19之間通過(guò)Internet(光纖介質(zhì))進(jìn)行信息交換。在機(jī)艙控制子系統(tǒng)17和塔基子系統(tǒng)18中均設(shè)有界面一致的操作控制屏，操作控制屏通過(guò)RS232接口與控制器進(jìn)行信息交換，以方便各系統(tǒng)的功能調(diào)試和整機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行維護(hù)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201845210SQ20102003202
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者葉偉, 姚輝, 宋建秀, 張?jiān)? 郭知彼, 郭銳, 陳曦, 陳林, 陳浪平 申請(qǐng)人:南車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司