一种基于MODBUS协议的小功率风电变流器监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及风电变流器技术领域，特别是一种基于MODBUS RTU协议的小功率风电变流器监控系统，它包括多台小功率风电变流器、协议转换模块、现场总线、转换器和上位机；各台小功率风电变流器利用其通讯接口与各协议转换模块进行连接；各协议转换模块按照MODBUS RTU协议将参数进行转换并连接至现场总线；现场总线通过转换器连接上位机；上位机可以将各台小功率风电变流器上传的实时参数进行实时显示，也可下传控制参数给各台风电变流器。本实用新型专利技术采用MODBUS RTU协议，将实时监控系统内的通讯协议进行了统一，可以实现对多台小功率风电变流器运行状态的实时监控，便于及时发现、排除故障，并进行统一管理，降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风电变流器
，特别是一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统。
技术介绍
近些年来，风力发电作为一种具有广泛应用前景的新能源技术得到大力发展。与此同时，作为风力发电的关键技术之一，风电变流器因其可以实现宽风速范围内的变速恒频发电，提高运行效率，提升风能利用率等优点，也越来越受到重视。而随着分布式能源、微网技术的发展，针对民用的小功率风电变流器(一般为几千瓦)及其风电机组开始得到越来越多的应用。需要特别指出的是，民用的小功率风电变流器及其风电机组，往往以单台或者几台组网的形式出现。并且与大型陆上风电场或者海上风电场不同的是，这些风电变流器监控系统通讯距离较短，同时组网的风电变流器型号也比较单一。因此，针对大型风电场的监控系统并不适用于民用的小功率风电变流器，迫切需要一种针对小功率风电变流器的监控系统，方便实现对于单台及多台组网的监测与控制。MODBUS协议已经成为工控领域全球最流行的标准，此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备，MODBUS协议的好处是其定义了控制器能够认识和使用的消息结构，并没有规定物理层，也不管它们是经过何种网络进行通信的。因此，利用MODBUS协议可以有效地降低成本，同时也方便对于使用MODBUS协议的不同设备之间进行监控，这一点对于小功率的风电变流器是非常有优势的。现有风电变流器监控系统的技术中，没有给出针对小功率的风电变流器监控的技术方案，也没有给出多台小功率风电变流器组网时的技术方案。如中国专利CN201110164930所公开的内容，其将风电变流器的监控系统分成了数据采集单元、通信单元、转换单元与上位机。该专利技术专利只提供了一个概要的设计，并没有给出实质性的技术方案，以转换单元和通信单元为例，如何实现转换单元与通信单元之间数据的正确转换与传输，需要更具体的技术方案，而不是简单的如其所言通过光纤连接。此外，该专利也没有给出多台风电变流器组网时如何监控的技术方案。上述专利技术专利与本技术技术要点比较：1.数据协议：专利CN201110164930没有给出具体的数据协议，本技术中明确了采用MODBUSRTU协议的方案，这使得小功率风电变流器与上位机之间传输的数据形式得到明确。采用MODBUSRTU协议的好处一方面在于其只定义了控制器能够认识和使用的消息结构，并没有规定物理层，方便多种网络传输；另一方面是在工控领域采用MODBUS协议的设备非常多，便于小功率风电变流器与工控机、PLC等设备连接。2.多台变流器组网：专利CN201110164930只给出了一台风电变流器监控的技术方案，而实际应用时往往需要监控多台风电变流器，本技术中明确了多台变流器组网时的技术方案。
技术实现思路
本技术的目的是：提供一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统，可以很好地利用现有小功率风电变流器自带的串口，实现多台风电变流器组网时的实时监控。本技术的技术方案是：一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统，其特征在于：它包括多台小功率风电变流器、协议转换模块、现场总线、转换器和上位机；各台小功率风电变流器利用其通讯接口分别与各协议转换模块进行连接；各协议转换模块按照MODBUSRTU协议将参数进行转换并连接至现场总线；现场总线通过转换器连接至上位机，上位机可实现对各台小功率风电变流器进行实时监控。下面对上述技术方案进行进一步解释：所述的一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统包括通讯接口，通讯接口位于小功率风电变流器内部，采用RS232接口，用于将小功率风电变流器采集的实时参数发送给协议转换模块，同时也接收来自上位机的控制参数。所述的一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统包括协议转换模块，协议转换模块一端连接小功率风电变流器的通讯接口，另一端连接至现场总线；协议转换模块按照MODBUSRTU协议将参数进行转换，其数据帧格式如下：其中，地址帧用于填写各台风电变流器的唯一编号，便于上位机区分各台风电变流器。所述的一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统包括现场总线，现场总线采用RS485总线，用于连接各协议转换模块。所述的一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统包括转换器，转换器采用RS485转换器，其一端连接RS485总线，另一端利用RS232接口与上位机电性连接。所述的一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统包括上位机，上位机通过RS232接口连接至转换器，进而与RS485总线相连接。本技术的优点是：1、采用MODBUSRTU协议，将实时监控系统内的通讯协议进行了统一，使得不同类型的小功率风电变流器经过协议转换模块后都能连接到实时监控系统内。同时，MODBUSRTU协议含有地址帧的特点也非常便于多台小功率风电变流器组网，方便进行统一管理和监控，降低成本。2、可以实现对多台小功率风电变流器运行状态的实时监控，便于及时发现、排除故障，同时也可实现上位机对多台小功率风电变流器的控制，可以实现远程调试及下达命令而无需对变流器进行拆机，方便用户操作。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述：图1为本技术实施例的小功率风电变流器监控系统整体结构示意图；图2为本技术实施例的协议转换模块的结构图；图3为本技术实施例的RS485总线的接线图；图4为本技术实施例的带终端匹配电阻的RS485总线的接线图；图5为本技术实施例的MODBUSRTU协议报文发送示意图。具体实施方式实施例：如图1所示，为小功率风电变流器监控系统整体结构示意图，其特征在于：一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统，其特征在于：它包括多台小功率风电变流器、协议转换模块、现场总线、转换器和上位机；各台风电变流器利用通讯接口分别与各协议转换模块进行连接；各协议转换模块按照MODBUSRTU协议将参数进行转换并连接至现场总线；现场总线通过转换器连接至上位机，上位机可实现对各台小功率风电变流器进行实时监控。小功率风电变流器上的通讯接口采用RS232串行接口，与协议转换模块上的RS232接口进行连接。之所以采用最简单的RS232串行接口，一方面是开发成本低，实现简单；另一方面是现有的绝大多数风电变流器，都会提供RS232串行接口，这样就非常方便现成的风电变流器与协议本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MODBUS RTU协议的小功率风电变流器监控系统，其特征在于：它包括多台小功率风电变流器、协议转换模块、现场总线、转换器和上位机；各台小功率风电变流器利用其通讯接口分别与各协议转换模块进行连接；各协议转换模块按照MODBUS RTU协议将参数进行转换并连接至现场总线；现场总线通过转换器连接至上位机，上位机可实现对各台小功率风电变流器进行实时监控。

【技术特征摘要】
1.一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统，其特征在于：它包括多台小功
率风电变流器、协议转换模块、现场总线、转换器和上位机；各台小功率风电变流器利用
其通讯接口分别与各协议转换模块进行连接；各协议转换模块按照MODBUSRTU协议将
参数进行转换并连接至现场总线；现场总线通过转换器连接至上位机，上位机可实现对各
台小功率风电变流器进行实时监控。
2.根据权利要求1所述的一种基于MODBUSRTU协议的小功率风电变流器监控系统，其特征
在于：所述的通讯接口位于小功率风电变流器内部，采用RS232接口，用于将小功率风电
变流器采集的实时参数发送给协议转换模块，同时也接收来自上位机的控制参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于MODBUSRT...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈燚明，李寰纹，黄新星，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33