一种风力发电用变流器远程监控系统.pdf

本发明涉及一种风力发电用变流器远程监控系统，包括多台风力发电机组，每台风力发电机组包括变流器，包括内置变流器监控软件的变流器远程监控台，变流器组网形成变流器监控网络，变流器远程监控台与变流器监控网络通讯连接。本发明通过独立的变流器监控网络和远端的变流器远程监控台进行通讯，维护人员直接对变流器及相关系统进行监控维护，便于充分发挥变流器采集和记录的数据资源；变流器监控参数的选取不受主控制器通讯方式、容量和通讯协议的限制，而取决于变流器监控网络自身的通讯方式、容量和通讯协议；大大提升风力发电机组的维护效率和质量，缩减故障处理时间，实现日常运行中进行参数分析和故障预防，显著节省维护成本。

1、  一种风力发电用变流器远程监控系统，包括多台风力发电机组，每台所述风力发电机组包括变流器，其特征在于，包括内置变流器监控软件的变流器远程监控台，所述变流器组网形成变流器监控网络，所述变流器远程监控台与所述变流器监控网络通讯连接。

2、  如权利要求1所述的风力发电用变流器远程监控系统，其特征在于，所述变流器监控网络为以太网或GPRS网络和因特网或无线局域网。

3、  如权利要求1所述的风力发电用变流器远程监控系统，其特征在于，所述变流器监控网络为以太网，所述变流器包括以太网上网模块。

4、  如权利要求1所述的风力发电用变流器远程监控系统，其特征在于，所述变流器监控网络为无线局域网，所述变流器包括无线局域网上网模块。

5、  如权利要求1所述的风力发电用变流器远程监控系统，其特征在于，所述变流器监控网络为GPRS网络和因特网，所述变流器包括GPRS上网模块。

6、  如权利要求1至5之一所述的风力发电用变流器远程监控系统，其特征在于，所述变流器远程监控台为位于风电场中央监控室的电脑主机。

7、  如权利要求1至4之一所述的风力发电用变流器远程监控系统，其特征在于，所述变流器远程监控台通过因特网与所述变流器监控网络通讯连接。

8、  如权利要求1至4之一所述的风力发电用变流器远程监控系统，其特征在于，所述变流器远程监控台包括第一变流器远程监控台和第二变流器远程监控台，该第一变流器远程监控台与所述变流器监控网络通讯连接，该第二变流器远程监控台通过因特网与所述变流器监控网络通讯连接；所述第一、第二变流器远程监控台分别为一台以上。

9、  如权利要求5所述的风力发电用变流器远程监控系统，其特征在于，所述变流器远程监控台包括与所述变流器监控网络通讯连接的第一变流器远程监控台和第二变流器远程监控台；所述第一、第二变流器远程监控台分别为一台以上。

一种风力发电用变流器远程监控系统
技术领域
本发明涉及一种远程监控系统，更具体地说，涉及一种风力发电用变流器远程监控系统。
背景技术
作为清洁、可再生、有着巨大潜力的新能源，风力发电在全世界范围内获得了迅猛的发展。风力发电受风能利用效率和单机容量的限制，在一个风电场中需要布置几十至几百台风力发电机组。如图1所示，风力发电机组主要由塔筒(图中未示出)、风机1、发电机2、变流器3、变压器4、主控制器6等组成，其中，变流器3作为风力发电机组的核心部件，实现发电机2与电网5之间的电参数匹配、能量转换及实时控制，内部组成复杂，一般采用智能控制，运行参数相对较多。主控制器6实现对整个风力发电机组的监控，包括风力、风机1、电网、发电机2、变流器3等各种参数和状态的监控。
如图2所示，风电场一般设置有中央监控室200，通过光纤等线路500将各风力发电机组100的主控制器6连接成统一网络，实现集中监控，并可通过Internet(互联网)300连接至风电场远程监控台400，实现远程监控。
上述现有的风电场监控系统存在以下缺陷：
1、由于风力发电用的主控制器和变流器一般来自不同的制造商，受主控制器通讯方式、容量和通讯协议的限制，主控制器所采集的变流器运行参数往往非常有限，且实时性也较低，这种监控方式对于变流器甚至整个风力发电机组的运行维护和故障诊断都形成了制约；
2、当变流器或相关系统出现故障时，主控制器所能提供的信息极其有限，往往需要变流器厂家派人到风电场甚至是故障风力发电机组的现场进行故障分析；由于目前风电场一般分布在比较偏远的地区，这种维护方式会造成大量的时间和费用开销，且因属于事后处理，维护质量也受到一定影响；
3、另一方面，变流器采集和记录了包括电网、变流器、发电机等在内的各种实时性高、内容丰富的运行参数，对整个系统具备很高的监控和诊断价值，但长期以来，变流器采集和记录的运行参数却没有得到有效的监控和利用，造成风电场监控效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种风力发电用变流器远程监控系统，通过对变流器实施网络监控，克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种风力发电用变流器远程监控系统，包括多台风力发电机组，每台所述风力发电机组包括变流器，其特征在于，包括内置变流器监控软件的变流器远程监控台，所述变流器组网形成变流器监控网络，所述变流器远程监控台与所述变流器监控网络通讯连接。
在本发明的风力发电用变流器远程监控系统中，所述变流器监控网络为以太网或GPRS网络和因特网或无线局域网。
在本发明的风力发电用变流器远程监控系统中，所述变流器监控网络为以太网，所述变流器包括以太网上网模块。
在本发明的风力发电用变流器远程监控系统中，所述变流器监控网络为无线局域网，所述变流器包括无线局域网上网模块。
在本发明的风力发电用变流器远程监控系统中，所述变流器监控网络为GPRS网络和因特网，所述变流器包括GPRS上网模块。
在本发明的风力发电用变流器远程监控系统中，所述变流器远程监控台为位于风电场中央监控室的电脑主机。
在本发明的风力发电用变流器远程监控系统中，所述变流器远程监控台通过因特网与所述变流器监控网络通讯连接。
在本发明的风力发电用变流器远程监控系统中，所述变流器远程监控台包括第一变流器远程监控台和第二变流器远程监控台，该第一变流器远程监控台与所述变流器监控网络通讯连接，该第二变流器远程监控台通过因特网与所述变流器监控网络通讯连接；所述第一、第二变流器远程监控台分别为一台以上。
在本发明的风力发电用变流器远程监控系统中，所述变流器远程监控台包括与所述变流器监控网络通讯连接的第一变流器远程监控台和第二变流器远程监控台；所述第一、第二变流器远程监控台分别为一台以上。
实施本发明的风力发电用变流器远程监控系统，与现有技术比较，其有益效果是：
1.通过有线或无线的方式直接组成相对独立的变流器监控网络，变流器监控网络和远端的变流器远程监控台进行通讯，维护人员可以直接对风电场中变流器及相关系统进行及时监控和维护，便于充分发挥变流器采集和记录的数据资源；
2.变流器运行参数的选取不再受主控制器通讯方式、容量和通讯协议的限制，而是完全取决于变流器监控网络自身的通讯方式、容量和通讯协议；
3.大大提升风力发电机组的维护效率和质量，缩减故障处理时间，甚至可以实现在日常运行中进行参数分析和故障预防，显著节省维护成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有的风力发电机组的基本组成示意图。
图2是现有的基于主控制器组网的风电场风力发电机组远程监控系统示意图。
图3是本发明风力发电用变流器远程监控系统总示意图。
图4是本发明风力发电用变流器远程监控系统实施例一的示意图。
图5是本发明风力发电用变流器远程监控系统实施例二的示意图。
图6是本发明风力发电用变流器远程监控系统实施例三的示意图。
具体实施方式
如图3所示，本发明的风力发电用变流器远程监控系统，包括多台风力发电机组100(本图中以三台风力发电机组为例进行说明)和包括内置变流器监控软件的变流器远程监控台600，每台风力发电机组100包括变流器3，变流器3组网形成变流器监控网络700，变流器远程监控台600与变流器监控网络700通讯连接。
这样，受监控变流器的监控参数的选取不受主控制器通讯方式、容量和通讯协议的限制，而是完全取决于变流器监控网络自身的通讯方式、容量和通讯协议。
上述变流器监控软件是指变流器制造商或其他方提供的针对变流器产品的监控软件。
实施例一
如图4所示，本发明的风力发电用变流器远程监控系统中的变流器监控网络为以太网710(Ethernet网络)，变流器添加以太网上网模块101(可自制或外购)，通过风电场现有的或铺设新的有线网络500，实现基于RJ45网络接口或光纤接口的以太网组网，形成变流器监控网络，或者网络工程师基于现有技术对变流器内的智能控制器进行修改，实现类似组网。
组网时，通过相应的本地、远程端口或其他手段，如串口，Ethernet网络等，配置上述以太网上网模块的IP地址、掩码、网关等通讯参数。
变流器远程监控台600可以采用位于中央监控室内连接在变流器监控网络上的某台主机，也可以采用连接在变流器监控网络的专用主机。
本实施例中，变流器远程监控台包括设置在风电场中的中央监控室601内的变流器远程监控台1(标号为610)，变流器远程监控台1与以太网710(即变流器监控网络)通讯连接，实现对各风力发电机组变流器3的监控。
变流器远程监控台还可以包括设置在其他远端的变流器远程监控台2(标号为612)，变流器远程监控台2(标号为612)通过因特网300和以太网网关611与以太网710(即变流器监控网络)，实现对各风力发电机组变流器3的监控。
实施例二
如图5所示，本发明的风力发电用变流器远程监控系统中的变流器监控网络为GPRS网络720(General Packet Radio Service，通用无线分组业务)和因特网300，变流器添加GPRS上网模块102(可自制或外购)以及公用无线网络运营商发行的支持GPRS业务的SIM(Subscriber Identity Module客户识别模块)卡，实现接入商用GPRS网络进行组网，形成变流器监控网络，或者网络工程师基于现有技术对变流器内的智能控制器进行修改，实现类似组网。
组网时，通过相应的本地、远程端口或其他手段，如串口，互联网或手机短信等，配置上述GPRS上网模块，使之将变流器的远程通讯端口设置到位于中央监控室或远端的某台或多台具有特定IP(Internet Protocol，互联网协议)地址或域名的主机上，构成相对独立的变流器监控网络。
具有特定IP地址或域名的主机即为变流器远程监控台，这样，各变流器就能与变流器远程监控台建立通讯链路。
变流器远程监控台600可以采用位于中央监控室内连接在变流器监控网络上的某台主机，也可以采用连接在变流器监控网络的专用主机。
本实施例中，变流器远程监控台包括设置在风电场中的中央监控室601内的变流器远程监控台1(标号为610)和设置在其他远端的变流器远程监控台2(标号为612)，变流器远程监控台1(标号为610)和变流器远程监控台2(标号为612)均通过GPRS网络720和因特网300通讯连接。
实施例三
如图5所示，本发明的风力发电用变流器远程监控系统中的变流器监控网络为无线局域网730(WLAN网络)，变流器添加无线局域网上网模块103(可自制或外购)组网，形成变流器监控网络，或者网络工程师基于现有技术对变流器内的智能控制器进行修改，实现类似组网。
组网时，通过相应的本地、远程端口或其他手段，如串口，WLAN网络等，配置无线局域网上网模块的IP地址、掩码、网关等通讯参数。若变流器与中央监控室距离较远，还可设置传输能力更强的无线中继，将变流器顺利接入风电场WLAN网络。
变流器远程监控台600可以采用位于中央监控室内连接在变流器监控网络上的某台主机，也可以采用连接在变流器监控网络的专用主机。
本实施例中，变流器远程监控台包括设置在风电场中的中央监控室601内的变流器远程监控台1(标号为610)，变流器远程监控台1与无线局域网730(即变流器监控网络)通讯连接，实现对各风力发电机组变流器3的监控。
变流器远程监控台还可以包括设置在其他远端的变流器远程监控台2(标号为612)，变流器远程监控台2(标号为612)通过因特网300和以无线局域网关613与无线局域网730(即变流器监控网络)，实现对各风力发电机组变流器3的监控。
上述各实施例中，变流器远程监控台的数量不限于一个或两个，可根据监控需要，设置三个或多个；所监控的风力发电机组可为某个或多个风电场的全部或部分风力发电机组；组网方式不限于上述实施例所述以太网，GPRS网络和因特网及无线局域网，其他针对风力发电用变流器进行直接组网监控的实施方式也在本发明保护范围之内。