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大型风电场SCADA系统的设计与实现

发布时间:2018-03-22 03:29

  本文选题:风电场 切入点:远程监控 出处:《东北大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:近年来,我国风电行业发展迅速,装机容量逐年激增,风电场的规模不断扩大。风电SCADA系统的重要性逐渐显现,各电力公司对其重视程度也达到前所未有的高度。随着风电场的分期扩建,风电场的机型越来越多,各风电场远程监控(SCADA)系统规划不合理,硬件选型冗余不足,多种通讯规约互不兼容等问题逐步凸显出来。如何合理地规划和设计大型风电场的SCADA系统已成为一项重要课题。本文首先介绍了风电场SCADA系统的现状、发展趋势,分析了 SCADA系统的网络架构及监控软件运行的基本原理,在其基础上利用现代网络技术和计算机技术,提出了基于工业以太网的SCADA系统方案,方案包含系统网络架构,硬件选型及设计施工中需要考虑的问题;深入研究了 Modbus/TCP协议,通过自行编制的测试程序测定了风电机组Modbus/TCP协议的通讯地址点表;在此基础上提出了中央监控系统软件的设计思路,并设计了直观的人机交互界面。最终使系统达到了支持通用的Modbus/TCP通讯协议的目的。这样不但可以为其他管理平台提供通讯接口,而且功能可以持续改进、创新,以满足行业不断变化的需求,提升公司产品的市场竞争力,提高经济效益。经实验验证,中央监控系统软件可以与本地监控系统进行数据交互,实现对数据进行存储、转发,并以图形报表的形式进行显示等功能。通过中央监控系统软件可以实现对风电机组启动、停止、复位、调节有功功率、无功功率等控制功能,可以实时显示风电机组各部件的信息,如温度、风速、转速、功率以及故障等一系列信息。在风电机组国产化的背景下,本文可以为SCADA系统软件的国产化提供了一定的帮助;同时在实际应用方面,本文所提出的SCADA系统整体方案,可以为大型风电场SCADA系统设计施工时提供参考,并在实践中应用。
[Abstract]:In recent years, the wind power industry in China has developed rapidly, the installed capacity has increased year by year, and the scale of wind farm has been expanding. The importance of wind power SCADA system has gradually appeared. With the expansion of wind farms, more and more types of wind farms are used, the system planning of SCADAs for remote monitoring and control of wind farms is unreasonable, and the redundancy of hardware selection is insufficient. Many kinds of communication protocols are incompatible with each other. How to reasonably plan and design the SCADA system of large wind farm has become an important issue. This paper first introduces the current situation and development trend of wind farm SCADA system. This paper analyzes the basic principle of the network architecture of SCADA system and the running of monitoring software. On the basis of it, a scheme of SCADA system based on industrial Ethernet is put forward by using modern network technology and computer technology. The scheme includes system network architecture. The hardware selection and the problems to be considered in the design and construction, the Modbus/TCP protocol is deeply studied, and the communication address list of the Modbus/TCP protocol of wind turbine is determined by the test program compiled by ourselves. On this basis, the design idea of the central monitoring system software is put forward. Finally, the system achieves the purpose of supporting the general Modbus/TCP communication protocol. In this way, not only can the communication interface be provided for other management platforms, but also the function can be continuously improved and innovated. In order to meet the changing needs of the industry, to enhance the market competitiveness of the company's products, and to increase economic benefits. The experiment shows that the central monitoring system software can interact with the local monitoring system to store and forward the data. Through the central monitoring system software, the functions of starting, stopping, resetting, adjusting active power, reactive power and so on can be realized. The information of wind turbine components such as temperature, wind speed, speed, power and fault can be displayed in real time. Under the background of domestication of wind turbine, this paper can provide some help for the localization of SCADA system software. At the same time, in the practical application, the overall scheme of SCADA system presented in this paper can provide a reference for the design and construction of SCADA system in large-scale wind farm, and it can be applied in practice.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM614

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本文编号:1646882

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