一种新型风力发电场监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型风力发电场监控系统，包括监视器和SCADA系统服务器；其中，所述监视器为基于socket通讯协议且与风力发电场中的各个风力发电机组的可编程逻辑控制器之间通讯连接的多台；所述SCADA系统服务器用于监控风力发电场中的所有风力发电机组；其特征在于：所述SCADA系统服务器与多台所述监视器之间基于modbus‑TCP协议通讯连接，实现用于监控风力发电场中的所有风力发电机组的功能。本新型风力发电场监控系统具有准确查找单台风力发电机的瞬时故障功能的同时，还能够促使整个系统运行起来更为安全可靠的优点。适合在风力发电领域推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型风力发电场监控系统
本技术属于风力发电场的安全控制系统领域，具体涉及一种新型风力发电场监控系统。
技术介绍
风能是取之不尽，用之不竭，理想的清洁能源之一。风能对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地区，因地制宜地利用风力发电，非常适合。风力发电机组是一种能够利用风能来发电的装置。风力发电机组由多个部分组成，其中控制系统贯穿到每个部分，且控制系统的好坏直接关系到风力发电机组是否能够安全可靠运行，获取最大能量，提供良好的电力质量。控制系统主要包括各种传感器、变浆系统、可编程逻辑控制器（英文简称：PLC）、功率输出单元、无功补偿单元、并网控制单元、安全保护单元、通讯接口电路、监控单元，其中可编程逻辑控制器是分别与控制系统中其余单元或元器件之间电性连接的核心的控制器件。目前，为了保障风力发电机组的正常运行，现有技术通过风场SCADA系统（英文全称为：SupervisoryControlAndDataAcquisition，中文名称为：数据采集与监视控制系统)来对风力发电机组（及其控制系统）进行数据采集和存储并进行监控，如公告号为CN202995439U，公开的“一种用于风力发电场的监控系统”，该监控系统包括风电场现场通讯网络、风电场环网交换机、风电场内网交换机、SCADA系统服务器；所述风电场现场通讯网络、所述风电场环网交换机、所述风电场内网交换机和所述SCADA系统服务器顺序连接。但上述用于风力发电场的监控系统在使用时却存有如下不足之处：SCADA系统通常采用采集系统标准和MODBUS通讯协议，其采样频率为几百毫秒至几秒的固定频率，且都是通过一个时间尺度进行变量数据的采样，易出现瞬时故障而SCADA系统根本无记录的情况，不利于准确快速的查找故障原因。申请人设计了一种风机控制系统的监视器（简称IBOX，公告号为CN205036506U），其特征在于：包括用于采集控制系统中的可编程逻辑控制器变量数据的采集系统，所述采集系统包括通讯模块、处理器以及存储模块；所述处理器分别与所述通讯模块和存储模块电性连接；所述通讯模块基于socket通讯协议与所述可编程逻辑控制器通讯连接。采用上述风机控制系统的监视器（IBOX），数据采样频率更为快速灵活，能够获取更为详尽的控制系统的变量数据，帮助实现快速准确查找故障原因，提高风力发电机组的运行与维护的效率。但申请人进一步发现，因为包括多台风力发电机的整个风力发电场仍会使用SCADA系统服务器，SCADA系统服务器会与风力发电场中的每台风力发电机的可编程逻辑控制器进行数据通讯，与此同时，每台风力发电机的可编程逻辑控制器还要与风机控制系统的监视器进行数据通讯，这样会显著增加可编程逻辑控制器的负担（数据传输量和可编程逻辑控制器的功耗会显著增加），降低了可编程逻辑控制器的持久运行的可靠性，存在潜在影响风力发电机持久安全可靠运行的可能性（因为，可编程逻辑控制器是风力发电机中的核心的控制器件，可编程逻辑控制器是需分别与控制系统中其余单元或元器件之间电性连接）。基于此，申请人考虑设计一种能够具有准确查找单台风力发电机的瞬时故障功能的同时，还能够促使整个系统运行起来更为安全可靠的新型风力发电场监控系统。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够具有准确查找单台风力发电机的瞬时故障功能的同时，还能够促使整个系统运行起来更为安全可靠的新型风力发电场监控系统。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：一种新型风力发电场监控系统，包括监视器和SCADA系统服务器；其中，所述监视器为基于socket通讯协议且与风力发电场中的各个风力发电机组的可编程逻辑控制器之间通讯连接的多台；所述SCADA系统服务器用于监控风力发电场中的所有风力发电机组；其特征在于：所述SCADA系统服务器与多台所述监视器之间基于modbus-TCP协议通讯连接，实现用于监控风力发电场中的所有风力发电机组的功能。采用本新型风力发电场监控系统后，通过监视器来作为SCADA系统服务器与风力发电场中的各个风力发电机组之间的通讯连接的枢纽。这样即可有效降低每台风力发电机的可编程逻辑控制器的数据传输量和功耗，提升了各个风力发电机组的可编程逻辑控制器（核心控制器件）持久安全使用的可靠性，从而更好地确保各个风力发电机组的可靠性运行，也以此来提升整个风力发电场运行的可靠性。与此同时，通过“监视器来作为SCADA系统服务器与风力发电场中的各个风力发电机组之间的连接枢纽”的结构，不仅使得监视器能够从各个风力发电机组的可编程逻辑控制器中获取最小间隙为10ms的详尽数据，从而为精准定位分析风力发电机组的瞬时故障提供有效实用的数据支撑。此外，还使得监控器与SCADA系统服务器也能够进行频率为几百毫米/次的数据传输，确保SCADA系统服务器也能够及时获得整个风力发电场中的各个风力发电机组的运行的有效数据并实施监控，进一步确保风力发电场运行的可靠性。作为优选，单套所述监控器包括通讯模块、处理器以及存储模块；所述处理器分别与所述通讯模块和存储模块电性连接；所述通讯模块基于socket通讯协议与对应的单个风力发电机组的可编程逻辑控制器通讯连接。上述监控器的结构能够保证数据采集与传输功能的同时，也能够使得自身结构最简，从而大幅降低生产制造的成本，提升产品综合效益。作为优选，所述通讯模块通过交换机与所述可编程逻辑控制器之间通讯连接。这样一来，即可通过上述连接来使得通讯模块与可编程逻辑控制器之间通信可靠，确保两者之间的数据交换（传输）的可靠性。作为优选，单套所述监控器还包括分别与所述处理器电性连接的输入模块和显示模块。这样，输入模块的设置能够便捷地对监控器中的后台程序进行设置（如创建不同采用频率的变量数据信息表（用于对变量数据进行采集存储），设置不同变量数据的采样频率）。显示模块即能够对变量数据或采集系统中的后台程序进行显示，方便维护人员现场调试。作为优选，每套所述监控器包括至少一台工控机。这样一来，即可通过工控机的高可靠性来确保风力发电场中的各个风力发电机组的可编程逻辑控制器、监控器与SCADA系统服务器之间通信连接的可靠性。且当监控器包括两台工控机时能够构成冗余系统，进一步提升对整个风力发电场持久监控的可靠性。作为优选，每套所述监视器通过交换机与所述SCADA系统服务器通讯连接。这样一来，即可通过上述连接来使得SCADA系统服务器与每套监视器之间通信可靠，确保两者之间的数据交换（传输）的可靠性。附图说明图1为公告号为CN202995439U，名为“一种用于风力发电场的监控系统”的结构示意图。图2为公告后为CN205036506U，名为“一种风机控制系统的监视器”的结构示意图。图3为现有采用了图2中的监视器的“用于风力发电场的监控系统”的结构示意图。图4为本新型风力发电场监控系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的详细说明。其中，针对描述采用诸如上、下、左、右等说明性术语，目的在于帮助读者理解，而不旨在进行限制。具体实施时：如图4所示，一种新型风力发电场监控系统，包括监视器和SCADA系统服务器；其中，所述监视器为基于socket通讯协议且与风力发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型风力发电场监控系统，包括监视器和SCADA系统服务器；其中，所述监视器为基于socket通讯协议且与风力发电场中的各个风力发电机组的可编程逻辑控制器之间通讯连接的多台；所述SCADA系统服务器用于监控风力发电场中的所有风力发电机组；其特征在于：所述SCADA系统服务器与多台所述监视器之间基于modbus‑TCP协议通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型风力发电场监控系统，包括监视器和SCADA系统服务器；其中，所述监视器为基于socket通讯协议且与风力发电场中的各个风力发电机组的可编程逻辑控制器之间通讯连接的多台；所述SCADA系统服务器用于监控风力发电场中的所有风力发电机组；其特征在于：所述SCADA系统服务器与多台所述监视器之间基于modbus-TCP协议通讯连接。2.根据权利要求1所述的新型风力发电场监控系统，其特征在于：单套所述监控器包括通讯模块、处理器以及存储模块；所述处理器分别与所述通讯模块和存储模块电性连接；所述通讯模块基于socke...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢越，夏桂森，曹品，陈云，熊伟，王杰，梁媛媛，谭海燕，喻思维，
申请(专利权)人：重庆科凯前卫风电设备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50