本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電變流器的監(jiān)控系統(tǒng)及方法，特別涉及一種對變流器內(nèi)部信息的監(jiān)控系統(tǒng)及方法。屬于風力發(fā)電技術領域。
背景技術：
風電變流器可以優(yōu)化風力發(fā)電系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)寬風速范圍內(nèi)的變速恒頻發(fā)電，改善風機效率和傳輸鏈的工作狀況，減少發(fā)電機損耗，提高運行效率，提升風能利用率。隨著風力發(fā)電技術的飛速發(fā)展，風電變流器的功能復雜性日益提高，電網(wǎng)、電機適應性及性能方面的要求也日益提高。由于客戶的需求差異很大，大量新功能需要實現(xiàn)，如何快速、準確、清晰、全面的監(jiān)控新功能實現(xiàn)過程中的變化對研究者具有指導意義。
在變流器的出廠或者實驗中，根據(jù)不同測試目的需要觀察不同參數(shù)，例如電網(wǎng)電壓，定子電流等模擬量，斷路器，接觸器，外部干節(jié)點等數(shù)字量，或者運行過程中的轉子電流D軸，轉子電流Q軸分量等中間變量。一般的監(jiān)控系統(tǒng)只要求能夠顯示數(shù)據(jù)，所以下位機只要設定固定格式往上位機傳數(shù)據(jù)即可。但是這樣勢必會有某些缺陷。比如要求采集模擬量，則要求較高的采樣頻率去采集并且存儲，之后傳到上位機顯示成波形；某些控制量考慮實時性不需要特別細節(jié)信息，要求快速的傳到上位機顯示成波形；而另外的一些普通變量只要求在界面上一般性的顯示即可。另外，在變流器的監(jiān)控中，被監(jiān)控的變量往往是不固定的，所以需要保存任意變量的話，現(xiàn)有的一些風電變流器監(jiān)控系統(tǒng)不具備相應的功能。還有些監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理僅限于數(shù)據(jù)顯示和儲存，不能通過監(jiān)控系統(tǒng)直接對數(shù)據(jù)進行進一步的分析。
目前已有一種風電變流器監(jiān)控系統(tǒng)(ZL：201210359189.4)，一所述風電變流器監(jiān)控系統(tǒng)由前端傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、虛擬儀器數(shù)據(jù)采集模塊以及PC端的系統(tǒng)軟件模塊構成，該發(fā)明創(chuàng)造是通過前端傳感器模塊信號調(diào)理模塊、虛擬儀器數(shù)據(jù)采集模塊以及PC端的系統(tǒng)軟件模塊進行采集數(shù)據(jù)，并對這些 數(shù)據(jù)進行顯示，保存，提供數(shù)據(jù)分析功能。選擇任意變量到示波器或者數(shù)據(jù)記錄儀可以分別滿足數(shù)據(jù)的實時性和精度性觀察要求。另外，軟件示波器的曲線功能更加直觀的顯示了曲線的變化過程。該監(jiān)控系統(tǒng)在適宜的條件下取得一定的效果，但不能滿足數(shù)據(jù)的實時性和精度性觀察要求，也不能直觀的顯示曲線的變化過程。
綜上所述，盡管現(xiàn)在已有一些風力發(fā)電變流器的監(jiān)控系統(tǒng)，但大多監(jiān)控系統(tǒng)依然存在上述問題。鑒于此，目前亟需發(fā)明一種新型風力發(fā)電變流器的監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種風力發(fā)電變流器的監(jiān)控系統(tǒng)及方法，通過對變流器實施監(jiān)控，克服現(xiàn)有技術存在的一些缺陷。
本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：
一種風力發(fā)電變流器的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括下位機、光纖通訊單元、上位機，其中：
下位機，收集風力發(fā)電變流器中的參數(shù)并儲存，并按上位機的需求信息將參數(shù)送出；
光纖通訊單元，將上位機的用戶需求信息按所用的通信協(xié)議的要求打包后發(fā)送給下位機，并將下位機收集到的參數(shù)信息按所用的通信協(xié)議的要求打包后發(fā)送給上位機；
上位機，將用戶需求信息交給光纖通訊單元以傳遞給下位機，并將光纖通訊單元傳送來的下位機搜集的參數(shù)信息處理后以圖像或數(shù)值的形式展示給用戶。
進一步地，所述上位機包括參數(shù)信息界面、示波器顯示界面、數(shù)據(jù)記錄儀界面，其中：
參數(shù)信息界面，參數(shù)信息界面供用戶選擇要在示波器或數(shù)據(jù)記錄儀中顯示的參數(shù)，同時參數(shù)信息界面還顯示對應參數(shù)的慢參數(shù)值，參數(shù)描述與參數(shù)ID；
示波器顯示界面，示波器顯示界面顯示已選擇用示波器觀看的參數(shù)的實時波形信息，同時示波器顯示界面可以根據(jù)用戶的需要調(diào)節(jié)其顯示參數(shù)；
數(shù)據(jù)記錄儀界面，示數(shù)據(jù)記錄儀界面顯示已選擇用數(shù)據(jù)記錄儀觀看的參數(shù)的精細波形信息，同時數(shù)據(jù)記錄儀界面可以根據(jù)用戶的需要調(diào)節(jié)其顯示參數(shù)。
所述示波器顯示界面和數(shù)據(jù)記錄儀顯示界面的顯示參數(shù)包括橫軸時間，縱軸數(shù)值，當前數(shù)的數(shù)值大小，坐標，曲線的顏色，數(shù)值的放大倍數(shù)。
所述下位機主要包括系統(tǒng)參數(shù)收集部分、參數(shù)儲存部分、參數(shù)調(diào)度部分，其中：
系統(tǒng)參數(shù)收集部分，收集各種系統(tǒng)的實時參數(shù)；
參數(shù)數(shù)據(jù)存儲部分，儲存收集到的系統(tǒng)參數(shù)；
參數(shù)數(shù)據(jù)調(diào)度部分，將搜集到的參數(shù)送入?yún)?shù)數(shù)據(jù)存儲部分儲存并將上位機所需的參數(shù)從參數(shù)數(shù)據(jù)存儲部分中取出交給光纖通訊單元，并由光纖通訊單元送往上位機。
所述用戶需求信息包括所需的參數(shù)ID和該參數(shù)的顯示方式。
所述參數(shù)的顯示方式包括慢參數(shù)顯示、示波器顯示、數(shù)據(jù)記錄儀顯示，其中：
慢參數(shù)顯示，在發(fā)送函數(shù)中，直接將相應地址指向的數(shù)賦值給不同的中間變量，然后按照協(xié)議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸；
示波器顯示，在發(fā)送函數(shù)中，直接將相應地址指向的數(shù)賦值給不同的中間變量，然后按照協(xié)議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸；
數(shù)據(jù)記錄儀顯示，采集要傳輸變量的信息存儲到數(shù)組中，完成采集后，再以相應的傳輸頻率傳到上位機。
一種風力發(fā)電變流器的監(jiān)控方法，包括以下步驟：
步驟一：將參數(shù)列表中的變量添加到示波器界面或數(shù)據(jù)記錄儀界面中，收集所添加變量的ID，若是下發(fā)慢參數(shù)信息則獲取參數(shù)列表中的相關信息，然后打包成傳輸協(xié)議規(guī)定的固定格式，往下位機發(fā)送；
步驟二：當下位機接收到數(shù)據(jù)指令后，進行解碼和區(qū)分參數(shù)類型，采集完成后，以相應的傳輸頻率傳到上位機；
步驟三：上位機接收到數(shù)據(jù)指令后，區(qū)分數(shù)據(jù)類型，分別顯示在慢參數(shù)列表，示波器框和數(shù)據(jù)記錄儀框中，將示波器和數(shù)據(jù)記錄儀中的參數(shù)以曲線的形式顯示并且實時存儲。
步驟二中所述的參數(shù)類型包括示波器參數(shù)和數(shù)據(jù)記錄儀參數(shù)。
步驟二中所述參數(shù)類型是示波器參數(shù)時，在發(fā)送函數(shù)中，直接將相應地址指向的數(shù)賦值給不同的中間變量，然后按所用的通信協(xié)議的要求打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。
步驟二中所述參數(shù)類型是數(shù)據(jù)記錄儀參數(shù)時，根據(jù)傳輸變了個數(shù)要求開辟一塊內(nèi)存，再以采樣頻率調(diào)用的函數(shù)給這塊內(nèi)存賦值，然后按所用的通信協(xié)議的要求打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。
本發(fā)明具有以下的特點和有益效果：
本發(fā)明提供的風力發(fā)電變流器內(nèi)部信息的監(jiān)控方法覆蓋了變流器內(nèi)部的全部監(jiān)控范圍，除了內(nèi)部控制需要的信息外，還監(jiān)控了外圍開關閉合斷開狀態(tài)，環(huán)境溫度，濕度，水溫，水壓等信息，即變流器內(nèi)部的所有變量都可以被上位機監(jiān)控。另外，該監(jiān)控方法還同時具備快速性跟蹤數(shù)據(jù)和細節(jié)性跟蹤數(shù)據(jù)功能，通過上位機除了顯示一般的數(shù)據(jù)功能外，選擇任意變量到示波器或者數(shù)據(jù)記錄儀可以分別滿足數(shù)據(jù)的實時性和精度性觀察要求，因為示波器的數(shù)據(jù)傳輸間隔時間為10ms，而且是連續(xù)的上傳；而數(shù)據(jù)記錄儀可以記錄一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)采樣間隔為0.5ms。另外，軟件示波器的曲線功能更加直觀的顯示了曲線的變化過程。不僅有利于平時的實驗或者調(diào)試，而且在一定范圍內(nèi)的現(xiàn)場，用軟件示波器可以代替真實示波器，方便使用。
本發(fā)明對于數(shù)據(jù)處理功能除了數(shù)據(jù)的顯示和儲存以外，還包括了對保存數(shù)據(jù)的分析和對數(shù)據(jù)的直觀呈現(xiàn)，從而拓展了監(jiān)控的功能，使得用戶可以通過直接監(jiān)控系統(tǒng)直接對監(jiān)控所得的數(shù)據(jù)進行分析，從而了解風力發(fā)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)。
另外，變流器運行過程中存在各樣的故障，通過慢參數(shù)傳遞到上位機的故障，本發(fā)明會依據(jù)故障的索引對故障按照發(fā)生的先后順序進行重新排序，最后會把排列好的故障記錄存儲到excel中保存。從而可以方便的了解變流器內(nèi)部的故障信息及故障發(fā)生的順序。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明一種風力發(fā)電變流器的監(jiān)控系統(tǒng)中內(nèi)部信息監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的流程圖。
具體實施方式
下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
一種風力發(fā)電變流器的監(jiān)控系統(tǒng)，包括下位機、光纖通訊單元、上位機，其中：下位機，收集風力發(fā)電變流器中的參數(shù)并儲存，并按上位機的需求信息將參數(shù)送出；光纖通訊單元，將上位機的用戶需求信息按所用的通信協(xié)議的要求打包后發(fā)送給下位機，并將下位機收集到的參數(shù)信息按所用的通信協(xié)議的要求打包后發(fā)送給上位機；上位機，將用戶需求信息交給光纖通訊單元以傳遞給下位機，并將光纖通訊單元傳送來的下位機搜集的參數(shù)信息處理后以圖像或數(shù)值的形式展示給用戶。
上位機包括參數(shù)信息界面、示波器顯示界面、數(shù)據(jù)記錄儀界面，其中：參數(shù)信息界面，參數(shù)信息界面供用戶選擇要在示波器或數(shù)據(jù)記錄儀中顯示的參數(shù)，同時參數(shù)信息界面還顯示對應參數(shù)的慢參數(shù)值，參數(shù)描述與參數(shù)ID；示波器顯示界面，示波器顯示界面顯示已選擇用示波器觀看的參數(shù)的實時波形信息，同 時示波器顯示界面可以根據(jù)用戶的需要調(diào)節(jié)其顯示參數(shù)；數(shù)據(jù)記錄儀界面，示數(shù)據(jù)記錄儀界面顯示已選擇用數(shù)據(jù)記錄儀觀看的參數(shù)的精細波形信息，同時數(shù)據(jù)記錄儀界面可以根據(jù)用戶的需要調(diào)節(jié)其顯示參數(shù)。
下位機主要包括系統(tǒng)參數(shù)收集部分、參數(shù)儲存部分、參數(shù)調(diào)度部分，其中：系統(tǒng)參數(shù)收集部分，收集各種系統(tǒng)的實時參數(shù)；參數(shù)數(shù)據(jù)存儲部分，儲存收集到的系統(tǒng)參數(shù)；參數(shù)數(shù)據(jù)調(diào)度部分，將搜集到的參數(shù)送入?yún)?shù)數(shù)據(jù)存儲部分儲存并將上位機所需的參數(shù)從參數(shù)數(shù)據(jù)存儲部分中取出交給光纖通訊單元，并由光纖通訊單元送往上位機。
首先將外部硬件連接完成，外部硬件包括下位機DSP板上電，光纖通信板連接到電腦USB口上，DSP板和光纖板之間的光纖線正確連接。
在參數(shù)列表中選擇觀察的變量分別添加到示波器或者數(shù)據(jù)記錄儀中，點擊的開始按鈕，上位機開始將相應的數(shù)據(jù)編碼打包成傳輸協(xié)議規(guī)定的固定格式，后往下位機發(fā)送指令。
當下位機接收到數(shù)據(jù)后，先區(qū)分是什么類型的數(shù)據(jù)：慢參數(shù)，示波器參數(shù)或者數(shù)據(jù)記錄儀參數(shù)。取出其中的ID號，再進一步分析得到該變量在下位機中地址。
若是慢參數(shù)或者示波器參數(shù)，在發(fā)送函數(shù)中，直接將相應地址指向的數(shù)賦值給不同的中間變量，然后按照協(xié)議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。若是數(shù)據(jù)記錄儀參數(shù)，從這時開始采集要傳輸變量的信息，后存儲到數(shù)組中。等完成采集后，再以相應的傳輸頻率傳到上位機。
上位機接收到數(shù)據(jù)后，同樣區(qū)分是什么類型數(shù)據(jù)，分別顯示在參數(shù)列表，示波器和數(shù)據(jù)記錄儀中。并將示波器和數(shù)據(jù)記錄儀中的參數(shù)以曲線的形式顯示并且實時存儲。
示波器顯示界面和數(shù)據(jù)記錄儀顯示界面的顯示參數(shù)包括橫軸時間，縱軸數(shù)值，當前數(shù)的數(shù)值大小，坐標，曲線的顏色，數(shù)值的放大倍數(shù)。
用戶需求信息包括所需的參數(shù)ID和該參數(shù)的顯示方式。
參數(shù)的顯示方式包括慢參數(shù)顯示、示波器顯示、數(shù)據(jù)記錄儀顯示，其中：慢參數(shù)顯示，在發(fā)送函數(shù)中，直接將相應地址指向的數(shù)賦值給不同的中間變量，然后按照協(xié)議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸；示波器顯示，在發(fā)送函數(shù)中，直接將相應地址指向的數(shù)賦值給不同的中間變量，然后按照協(xié)議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸；數(shù)據(jù)記錄儀顯示，采集要傳輸變量的信息存儲到數(shù)組中，完成采集后，再以相應的傳輸頻率傳到上位機。
一種風力發(fā)電變流器的監(jiān)控方法包括以下步驟：
步驟一：將參數(shù)列表中的變量添加到示波器界面或數(shù)據(jù)記錄儀界面中，收集所添加變量的ID，若是下發(fā)慢參數(shù)信息則獲取參數(shù)列表中的相關信息，然后打包成傳輸協(xié)議規(guī)定的固定格式，往下位機發(fā)送；
步驟二：當下位機接收到數(shù)據(jù)指令后，進行解碼和區(qū)分參數(shù)類型，采集完成后，以相應的傳輸頻率傳到上位機；
步驟三：上位機接收到數(shù)據(jù)指令后，區(qū)分數(shù)據(jù)類型，分別顯示在慢參數(shù)列表，示波器框和數(shù)據(jù)記錄儀框中，將示波器和數(shù)據(jù)記錄儀中的參數(shù)以曲線的形式顯示并且實時存儲。
步驟二中所述的參數(shù)類型包括示波器參數(shù)和數(shù)據(jù)記錄儀參數(shù)。
步驟二中所述參數(shù)類型是示波器參數(shù)時，在發(fā)送函數(shù)中，直接將相應地址指向的數(shù)賦值給不同的中間變量，然后按所用的通信協(xié)議的要求打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。
步驟二中所述參數(shù)類型是數(shù)據(jù)記錄儀參數(shù)時，根據(jù)傳輸變了個數(shù)要求開辟一塊內(nèi)存，再以采樣頻率調(diào)用的函數(shù)給這塊內(nèi)存賦值，然后按所用的通信協(xié)議的要求打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。