基于移动网络通讯的风电场数据采集传输装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种基于移动网络通讯的风电场数据采集传输装置，每台发电风机的机架上设有风速传感器和风向传感器；在发电风机的输出线路上设有电流互感器和电压互感器；在发电风机机架底部设有数据采集处理模块；数据采集处理模块与风速传感器和风向传感器连接；采集风速和风向的模拟信号并转换成数据信号；数据采集处理模块与电流互感器和电压互感器连接，采集电流和电压的模拟信号并转换成数字信号；数据采集处理模块与发电风机内的交换机的输入接口通过网线连接；交换机内设有SIM卡模块，通过无线通信网络与远端中心交换机通信；远端中心交换机将数据存储到服务器内。实时监测电压、电流、功率、等电气参数和气温、风速、气压等气象参数。

【技术实现步骤摘要】
基于移动网络通讯的风电场数据采集传输装置
本技术涉及风电功率预测
，具体是基于3G网络通讯的风电场数据采集传输装置。
技术介绍
近年来，我国风电产业连续快速增长，但是风电并网将对电力系统尤其是区域电力系统产生巨大的影响，风电输出功率存在不确定性和不可控性成为了制约风电发展的根本问题，经常会出现并入后电网的网上电力剩余或者不足的情况。因此，现有技术中缺少一种风电输出功率预测装置，为电网运行管理提供准确的风电输出功率预测数据和信息。
技术实现思路
本技术目的是提供一种基于移动网络通讯的风电场数据采集传输装置。本技术采用的技术方案是：一种基于移动网络通讯的风电场数据采集传输装置，风电场设有多台发电风机，每台发电风机的机架上设有风速传感器和风向传感器；在发电风机的输出线路上设有电流互感器和电压互感器；在发电风机机架底部设有数据采集处理模块；数据采集处理模块的数据输入接口与风速传感器和风向传感器连接；采集风速和风向的模拟信号并转换成数据信号；数据采集处理模块的数据输入接口与电流互感器和电压互感器连接，采集电流和电压的模拟信号并转换成数字信号；数据采集处理模块的输出接口与发电风机内的交换机的输入接口通过网线连接；交换机内设有SIM卡模块，通过无线通信网络与远端中心交换机通信连接；远端中心交换机将数据存储到服务器内。本实用的有益效果是：实现了对风电场运行过程中的各种性能指标的实时监测，这些指标包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等电气参数和气温、风速、气压等气象参数。使操作人员一目了然的观察风电场运行的实时数据，并具有显示，打印，存储等功能，最终将数据通过移动网络通讯(3G/4G)上传服务器内。附图说明图1风电场数据采集传输装置的总体结构。图2风电场数据采集传输装置的原理框图。图3AD转换电路图。图4DSP及外围电路框图。具体实施方式下面结合附图对本技术进一步说明。一种基于移动网络通讯的风电场数据采集传输装置，风电场设有多台发电风机，每台发电风机的机架上设有风速传感器和风向传感器；在发电风机的输出线路上设有电流互感器和电压互感器；在发电风机机架底部设有数据采集处理模块；数据采集处理模块的数据输入接口与风速传感器和风向传感器连接；采集风速和风向的模拟信号并转换成数据信号；数据采集处理模块的数据输入接口与电流互感器和电压互感器连接，采集电流和电压的模拟信号并转换成数字信号；数据采集处理模块的输出接口与发电风机内的交换机的输入接口通过网线连接；交换机内设有SIM卡模块，通过无线通信网络(移动、联通移动数据业务)与远端中心交换机(市购设备)通信连接；远端中心交换机与服务器连接，将每台风电机的状况存储和显示。实施例安装在每个风机上的数据采集模块，自动采集、获取实时的气象数据，记录风电场的实时输出功率数据；自动完成风电场未来24～72小时输出功率预测；同时为就地的管理人员提供监测和控制操作平台和画面显示。为保证预测终端的安全和高效运行性能，采用了研华UNO1100系列嵌入式工控机，并配置了研华FPM3000系列高性能触摸屏作为现场人机交互接口。UNO-1100系列支持WindowsXP系统，能够提供定制的映像文件，带有优化过的板载设备驱动程序。嵌入式WindowsXP能够以组件方式提供Windows操作系统的功能。可以方便地将应用软件无缝地整合到WindowsXPEmbedded中，通过使用带有丰富网络接口的应用软件即用平台来加快系统开发，满足不同的需求。无线网络数据通信终端是连接预测终端和调度监控的通道。采用华为无线通信系统，该可提供高速、永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络。集成GPRS/CDMA1x/TDCDMA/WCDMA网络平台实现数据信息的透明传输，同时考虑到各应用部门组网方面的需要，在网络结构上实现虚拟数据专用网。适合中心对多点、点多分散的中小数据量的传输。远方调度监控终端，它同时监控和管理多个风场。调度的主要功能和任务是收集各风电场预测终端的实时输出功率预测数据，进行数据分析整理后根据调度人员需要进行分析、分类及显示；同时主站系统还可以对子站系统进行监控和管理，下传管理及设置指令等。该终端由服务器及外围设备构成，其中服务器是风电场输出功率预测系统的主站系统的核心部分。为满足风电场输出功率预测系统的主站系统对数据安全、运行稳定性等方面的要求，采用了HPIntegrity系列服务器。图1是系统的总体结构，采用DSP系统模式结构，数据采集芯片为MAXIM公司的MAX125。由MAX125完成采样，DSP对采样结果惊醒自动分类计算和变换处理，并通过通信接口与中央处理器相连，为与远方调度通讯做好准备。DSP为TI公司的TMS320VC5402系列定点型数字信号处理器。图2是风电场数据采集传输装置的原理框图。风机的电压、电流、频率等电气信息和当时的气温、风速、和气压等气象信息经由相应的变换器经滤波后由采样芯片MAX125进行同步采样、保持、A/D转换成数字信号，送入DSP数字处理器进行分类的计算和数据处理，并将结果送到显示屏显示。图3为AD转换电路，U、I、T等是经变送器、滤波放大电路等处理过的信号。MAX125由±5V供电，其时钟引脚CLK接16MHz有源晶振。这里的数据线D0-D13经过电平转换后分别接DSP数据线的低14位，读、写、片选等逻辑控制信号和AD启动信号由CPLD来控制。图4为DSP的外围电路框图，它以C5402为中心，包括各个外围电路的设计。C5402的时钟频率是100MHz，机器周期为10ns，接口电源为3.8V,内核电源为1.8V。带有内部振荡器或用外部时钟源的片内锁相环(PLL)时钟发生器；全双工串行口，支持多位数据传送；时分多路串行口(TDM)；多通道缓冲串行口(MCBSP)；16位可编程定时器；8位并行主机接口(HPI)；外部总线关断控制，以断开外部的数据总线、地址总线和控制总线；数据总线具有总线保持器特性。以往的数据采集与传输装置多通过单片机实现数据的处理运算，运算速度和转换精度与DSP相差甚远，无法保证风场运行参数的实时性。而且数据基于INTERNET或者GPRS等传输方式，无法达到基于3G网络，新一代数据传通信技术的可靠与高传输速度。此套数据采集和传输装置采用TMS320VC5402数字信号处理器，具有强大的数据处理和运算能力，运算速度高，指令效率高等特性，因此保证了风电场数据采集的实时性和可靠性。同时，基于3G网络通讯传输数据速度的提升，在原有传统电力行业监控系统基础上增强了远距离通信的能力，实现了风场数据传输的实时性和可靠性。本技术通过此数据采集传输装置完成风电场的电气和气象数据信息的采集处理及通信，通过3G通讯技术上传信息至调度中心，调度人员合理安排通过分析，完成风电场的功率预测，从而确保电网的稳定运行，提高风电场产能，改善能源结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移动网络通讯的风电场数据采集传输装置，风电场设有多台发电风机，其特征在于：每台发电风机的机架上设有风速传感器和风向传感器；在发电风机的输出线路上设有电流互感器和电压互感器；在发电风机机架底部设有数据采集处理模块；数据采集处理模块的数据输入接口与风速传感器和风向传感器连接；采集风速和风向的模拟信号并转换成数据信号；数据采集处理模块的数据输入接口与电流互感器和电压互感器连接，采集电流和电压的模拟信号并转换成数字信号；数据采集处理模块的输出接口与发电风机内的交换机的输入接口通过网线连接；交换机内设有SIM卡模块，通过无线通信网络与远端中心交换机通信连接；远端中心交换机与服务器连接，将每台风电机的状况存储和显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于移动网络通讯的风电场数据采集传输装置，风电场设有多台发电风机，其特征在于：每台发电风机的机架上设有风速传感器和风向传感器；在发电风机的输出线路上设有电流互感器和电压互感器；在发电风机机架底部设有数据采集处理模块；数据采集处理模块的数据输入接口与风速传感器和风向传感器连接；采集风速和风向的模拟信号并转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，荆澜涛，许晓峰，叶鹏，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：新型
国别省市：辽宁,21