风电机组大容量数据记录仪的研究及原型开发

发布时间：2017-10-31 03:11

  本文关键词：风电机组大容量数据记录仪的研究及原型开发

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【摘要】：随着风电行业的快速发展,风电机组的远程故障诊断技术已成为研发人员关注的焦点。风电机组大容量数据记录仪(WTDR,Data Recorder of Wind Turbines),是一种基于风电组群网络的准实时记录单机运行数据的设备,它可以滚动保存近3天的机组运行数据,生成故障数据包并及时上传至监控系统。WTDR可以为样机的重大故障分析和排查提供数据支持,帮助远程技术人员指导现场运维人员操作机组,机组无人值守时对机组预检,方便现场工作人员前往机组准备工具及配件。本文主要介绍了以下几个方面的工作:1.总结了当前风电组群的网络结构及数据交互方式和数据记录仪在不同的工业产品中发挥的关键性作用,结合整个风电监控系统对高质量运行数据采集的需求,提出了在风电机组塔基中装载WTDR,并将它接入风电组群网络。2.分析了WTDR与本地控制器、中央监控系统及远程监视系统实现数据交互的需求,定义了组群网络中的数据交互规范,分析了设备之间的通讯协议。3.根据WTDR的需求和基本理论分析,从硬件组成、物理接口、在网络中的连接方式等方面对它进行了硬件系统设计。为提高设备利用率,将WTDR整体分为WTDR-H(安装在机组塔基中)和WTDR-T(可对WTDR-H操作的便携设备)。4.对WTDR的系统进行原型开发,并对其测试验证,设计和建立了基于Aerodyn主控系统的模拟风电机组运行环境平台,采用TwinCAT ADS通讯协议,实现了倍福PLC和WTDR-H/T原型之间的数据交互,采用二进制流文件记录机组运行数据,采用TCP/IP协议实现WTDR-H原型和WTDR-T原型之间的数据交互,在WTDR-T原型上实现对WTDR-H原型的操作。本文在以下几个方面有所创新:在风电电气系统结构中添加WTDR,优化了主控系统结构;采用二进制流文件存储机组历史运行数据,降低了存储空间且提升了存取速率;生成故障数据包,提高故障检索及诊断的效率。
【关键词】：风电组群 风电机组 风电主控系统 数据记录 WTDR
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH855;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 课题研究背景13-18
• 1.2 发展现状及研究内容18-22
• 1.3 论文的组织结构22-23
• 第2章 WTDR系统架构分析23-33
• 2.1 WTDR的表现层23-28
• 2.1.1 用户模式23-26
• 2.1.2 管理员模式26-27
• 2.1.3 开发者模式27-28
• 2.2 WTDR的业务逻辑层28-30
• 2.2.1 数据交互服务28-30
• 2.2.2 数据操作服务30
• 2.2.3 系统管理服务30
• 2.3 WTDR的数据访问层30-31
• 2.4 系统详细架构31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 风电机组单机及组群的数据交互33-49
• 3.1 风电机组单机与监控系统之间的数据交互标准34-36
• 3.2 风电机组本地控制器与WTDR的数据交互36-40
• 3.2.1 风电机组本地控制器与WTDR之间的数据交互需求36-37
• 3.2.2 WTDR与本地控制器之间的连接方式37-38
• 3.2.3 设备之间的通讯协议38-40
• 3.3 WTDR的数据结构分析40-48
• 3.3.1 变量的存储方式40-43
• 3.3.2 WTDR-H记录机组运行数据的数据结构43-46
• 3.3.3 WTDR-H故障数据包的数据结构46-47
• 3.3.4 数据存储空间及通讯速率计算47-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 WTDR原型系统设计及验证49-66
• 4.1 原型系统开发环境平台的设计与建立49-53
• 4.1.1 硬件环境平台49-51
• 4.1.2 软件开发工具及环境51-53
• 4.2 基于环境平台的WTDR原型系统设计53-60
• 4.2.1 原型系统硬件设计53-54
• 4.2.2 WTDR主机原型系统软件设计54-57
• 4.2.3 WTDR终端原型系统软件设计57-60
• 4.3 WTDR原型系统测试验证60-64
• 4.3.1 测试验证环境与内容60-61
• 4.3.2 原型系统功能测试验证61-64
• 4.4 本章小结64-66
• 结论与建议66-68
• 参考文献68-72
• 学术论文和科研成果目录72-73
• 致谢73-74
• 附录WTDR-H存储变量定义表74-87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张吉卫;焦学增;武晓明;;汽车CAN总线数据记录仪开发[J];电子测量技术;2008年02期

2 赵春玲;;.NET平台下开发三层架构WinForm应用程序简介[J];信息技术与信息化;2010年04期

3 武红;谷树忠;关兴良;鲁莎莎;;中国化石能源消费碳排放与经济增长关系研究[J];自然资源学报;2013年03期

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本文编号：1120518