双馈型风电机组整机控制系统的制作流程

一种双馈型风电机组整机控制系统，其特征在于：包括机舱控制子系统17和塔基子系统18组成，两个子系统之间主要利用以太网交换机14和15通过以太网(光纤介质)进行信息交换，并与SCADA远程监控系统19之间通过Internet(光纤介质)进行信息交换。

在机舱控制子系统17和塔基子系统18中均设有界面一致的操作控制屏，操作控制屏通过RS232接口与控制器进行信息交换，以方便各系统的功能调试和整机在现场的运行维护。

权利要求书
1.一种双馈型风电机组整机控制系统，其特征在于：包括机舱控制子系统和塔基子系统组成，两个子系统之间主要利用以太网交换机通过以太网进行信息交换，并与远程监控系统之间通过Internet进行信息交换；在机舱控制子系统和塔基子系统中均设有界面一致的操作控制屏，操作控制屏通过RS232接口与控制器进行信息交换。

2.如权利要求1所述的双馈型风电机组整机控制系统，其特征在于：所述的机舱控制子系统
内有机舱控制器；机舱控制器通过以太网分别与塔基控制子系统和远程监控系统进行数据交换；另外，机舱控制器还分别通过RS485或RS232接口与风速仪和操作控制屏通信，并通过直接的I/O通道与现场传感器和控制设备接口；在机舱控制器旁还通过CS31总线与扩展I/O模块通信；机舱控制器通过Ethernet与太网交换机通信连接。

3.如权利要求2所述的双馈型风电机组整机控制系统，其特征在于：所述的塔基控制子系统实现塔基状态信号的采集与监视，并通过以太网与机舱控制子系统进行数据交换；塔基控制子系统通过以太网交换机与机舱控制子系统和SCADA远程监控系统相连；通过RS232接口与操作控制屏通信；在塔基控制子系统内分别设有塔基控制器和路由器防火墙，塔基控制器和路由器防火墙均通过Ethernet与以太网交换机通信连接；塔基控制器通过RS232接口与显示器进行信息交换，并通过直接的I/O单元场传感器和控制设备接口；路由器防火墙通过Modem与Internet进行信息交换。

4.如权利要求1所述的双馈型风电机组整机控制系统，其特征在于：所述的远程监控系统包括一个城市办公室和一个风电场控制室，城市办公室通过Internet与塔基控制子系统的Modem 通信，进行信息交换；风电场控制室也是通过Internet与塔基控制子系统的Modem通信，进行信息交换。

5.如权利要求1所述的双馈型风电机组整机控制系统，其特征在于：在以太网交换机设有接口，可以直接与手提电脑进行通信。

说明书
一种双馈型风电机组整机控制系统
技术领域
本技术新型涉及一种风力发电机的整机控制，尤其是指一种基于AC500控制器的兆瓦级双馈型风电机组整机控制系统，主要用来对兆瓦级双馈型风力发电机组进行整机控制。

背景技术
近年来随着我国经济的高速增长，全国电力供应紧张的矛盾越来越突出，因此作为除水电之外，可再生能源开发利用中最成熟、最具规模和最有商业化发展前景的风力发电近几年来也得到了高速的发展。

兆瓦级双馈风力发电机组因发电量大，制作相对要比较简单，因此双馈型变速恒频风电机组是目前国内外风电市场的主流机型。

双馈风机整机控制系统是双馈机组的核心装备和关键技术之一，它是风电机组运行的″大脑″，完成风电机组运行控制、状态检测、变速控制、变桨控制、偏航控制、故障处理和诊断，与远程监控系统接口等风机功能，是整个机组正常可靠运行及实现最佳效率运行的可靠保证，整机控制系统的性能对整个风电机组的设计、成本以及性能都起到了决定性的影响。

现有的双馈风机整机控制系统主要采用单一的控制系统，即各部分都是单独进行控制的，再将各单元控制整合在一个箱体内，因此整个控制系统显得十分庞大，而且各部分之间相互干扰比较厉害，性能不稳定，且基本依赖进口，价格昂贵，相关核心控制软件掌握在外方手中。

因此很有必要对此加以改进。

实用新型内容
本技术新型的目的在于：就是为了克服现有双馈风机整机控制系统的不足，提供一种控制功能更完备，性能更稳定可靠，人员操作方便、便于维护的控制系统。

根据本技术新型的目的所提出的技术实施方案是：一种双馈风机整机控制系统，包括机舱控制子系统和塔基子系统组成，两个子系统之间主要利用以太网交换机通过以太网进行信息交换，并与远程监控系统之间通过Internet进行信息交换；在机舱控制子系统和塔基子系统中均设有界面一致的操作控制屏，操作控制屏通过RS232接口与控制器进行信息交换。

所述的机舱控制子系统包括风力发电机组整机运行状态控制部分、风叶片桨距角和发电机转矩(功率)给定闭环调节控制部分、整机状态检测与保护、故障诊断与记录部分、人机交互接口和与变桨/偏行驱动变频器、功率变流器的通信部分；机舱控制子系统通过CANOpen总线协议与变桨和偏航驱动变频器通信；通过CAN2.0A自定义总线协议与功率变流器进行信息交换；通过以太网分别与塔基控制子系统和SCADA系统进行数据交换；另外，还分别通过RS485/RS232接口与风速仪、操作控制屏通信；通过直接的数字量(模拟量)I/O通道与现场传
感器和控制设备接口。

所述的塔基控制子系统包括塔基(包括箱变)状态信号的采集与监视，并通过以太网与机舱控制子系统进行数据交换，从而实现在塔基对机舱控制子系统的状态监视和操作控制。

塔基控制子系统通过以太网交换机与机舱控制子系统和SCADA远程监控系统相连；通过RS232接口与操作控制屏通信；并通过直接的数字量(模拟量)I/O通道与现场传感器和控制设备接口。

本技术新型特点就是相比现有的风机控制技术，本技术新型集中了各部分综合控制，简化了整个系统的控制装置，因此提高了风机发电量，消除了风机驱动链谐振，提高了风机齿轮箱寿命，完全替代了进口的兆瓦级双馈风力机组控制系统。

附图说明
图1是本技术新型的控制系统网络拓扑图
图中：1、城市办公室；2、Modem；3、扩展I/O模块；4、连接管道；5、变桨控制单元；6、偏航控制单元；7、路由器防火墙；8、塔基控制器；9、机舱控制器；10、操作控制屏；
11、I/O通道；12、风速仪；13、手提电脑；14、太网交换机；15、太网交换机；16、风电场控制室；17、机舱控制子系统；18、塔基子系统；19、SCADA远程监控系统；20、I/O单元；21、显示器。

具体实施方式
下面结合附图和实施例对本技术新型进一步说明。

如附图1所示，本技术新型为一种双馈风机整机控制系统，包括机舱控制子系统17和塔基子系统18组成，两个子系统之间主要利用以太网交换机14和15通过以太网(光纤介质)进行信息交换，并与SCADA远程监控系统19之间通过Internet(光纤介质)进行信息交换。

在机舱控制子系统17和塔基子系统18中均设有界面一致的操作控制屏，操作控制屏通过RS232接口与控制器进行信息交换，以方便各系统的功能调试和整机在现场的运行维护。

机舱控制子系统17
内有机舱控制器9，机舱控制器9通过CANOpen总线协议与变桨控制单元5和偏航控制单元6通信，进行信息交换，同时机舱控制器9通过CAN2.0A自定义总线协议与变流器控制单元进行信息交换；机舱控制器9通过以太网分别与塔基控制子系统18和远程监控系统19进行数据交换；另外，机舱控制器9还分别通过RS485/RS232接口与风速仪12和操作控制屏10通信，并通过直接的数字量(模拟量)I/O通道11与现场传感器和控制设备接口。

在机舱控制器9旁还通过CS31总线与扩展I/O模块3通信。

机舱控制器9通过Ethernet与以太网交换机14通信连接。

在以太网交换机14设有接口，可以直接与手提电脑13进行通信。

塔基控制子系统18的功能相对简单，其主要实现塔基(包括箱变)状态信号的采集与监视，并通过以太网与机舱控制子系统17进行数据交换，从而实现在塔基对机舱控制子系统17的状态监视和操作控制。

塔基控制子系统18通过以太网交换机与机舱控制子系统17和SCADA远程监控系统19相连；通过RS232接口与操作控制屏通信。

在基控制子系统19内分别设有塔基控制器8和路由器防火墙7，塔基控制器8和路由器防火墙7均通过Ethernet与太网交换机15通信连接；塔基控制器8通过RS232接口与显示器21进行信息交换，并并通过直接的数字量(模拟量)I/O单元20场传感器和控制设备接口。

路由器防火墙7通过Modem2与Internet(光纤介质)进行信息交换。

SCADA远程监控系统19包括一个城市办公室1和一个风电场控制室16，城市办公室1通过Internet与塔基控制子系统18的Modem通信，进行信息交换；风电场控制室16也是通过Internet 与塔基控制子系统18的Modem2通信，进行信息交换。