一种风电机组控制系统的智能电力监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种风电机组控制系统的智能电力监测装置，结构为盒体外部正面安装显示及I/O接口系统，内部安装检测处理系统，所述的检测处理系统由主控板、电力监测处理板和通讯处理板三部分组成，且三部分通过接插件紧密相连，同时显示及I/O系统的液晶显示屏、指示灯、设置按键、电源接口和指示灯与检测处理系统的主控板上的接口连接成回路，显示及I/O系统的I/O接口与检测处理系统的电力监测处理板相连。本实用新型专利技术能够智能监测风机各种参数；同时具有CT/PT变比、通讯参数设置，三相电压、电流不平衡以及电压骤升骤减等故障报警，标准Modbus和CANopen等有线通讯功能；能够实现遥测、遥控，WIFI无线通讯等功能；具有开放、智能、互联的特点。

An intelligent power monitoring device for wind turbine control system

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组控制系统的智能电力监测装置
本技术涉及检测设备
，更具体的说，涉及海上风电机组控制系统的智能检测装置。
技术介绍
随着清洁能源中海上风力发电的大力开发和利用，海上风电机组控制系统的应用与日俱增。在海上风电机组控制系统自动化检测设备中，电力监测装置是每套控制系统必不可少的检测设备，它为风电机组控制系统的电力参数采集与处理、数据分析与存储、安全保护及智慧运维提供了重要支撑。由于海上风电的特殊性，新能源市场和技术的不断发展，并随着风电运维管理标准化、专业化的逐步推进，风电场对海上风电机组控制系统的电力监测设备提出了专业化、网络化、智能化的要求。目前，绝大多数海上风电机组控制系统生产厂商在电力监测处理方面仍选用主控PLC结合配套专用电力检测I/O模块的方式，专用电力检测I/O模块负责数据采集，主控PLC完成数据处理、运算和存储。这种处理方式不仅增加了主控PLC的工作量，加重了CPU负载率，而且成本较高，最重要的是不能满足海上风电机组控制系统电力监测多功能，网络化、智能化、智慧运维的要求。因此，海上风电机组控制系统生产厂商需要拥有适合自己产品的智能电力监测装置，让电力监测装置既具备相关电力参数检测、显示、分析、报警、保护和调节控制于一体的功能，又具有更全面的数据记录、预测、网络通讯服务接入与管理的能力，同时为风电机组控制系统优化、成本的降低提供切实可行的方案，为风机的智慧运维和电力数据的远程监控提供基础。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种风电机组控制系统的智能电力监测装置，以提高风电机组控制系统检测电力参数的效率、智能化程度，增强风机智慧运维的分析水平，进而提升风电机组控制系统的可靠性和稳定性。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种风电机组控制系统的智能电力监测装置，包括盒体、显示及I/O系统、检测处理系统，其特征在于：盒体外部正面安装显示及I/O接口系统，内部安装检测处理系统，所述的检测处理系统由主控板、电力监测处理板和通讯处理板三部分组成，且三部分通过接插件紧密相连，同时显示及I/O系统的液晶显示屏、指示灯、设置按键、电源接口和指示灯与检测处理系统的主控板上的接口连接成回路，显示及I/O系统的I/O接口与检测处理系统的电力监测处理板相连。显示及I/O系统配合检测处理系统共同实现智能电力监测装置的功能。所述的盒体采用铝合金材质制作而成，盒体的上下两面对称分布通风散热孔，有利于监测装置的散热。在装置竖直安装时，利用空气对流原理为装置通风散热，降低温度对装置的影响。所述的显示及I/O系统由液晶显示屏、两个状态指示灯、五个设置按键、三组I/O接口、一个电源接口和一个电源指示灯组成；电源接口为监测装置提供电源接入，电源指示灯指示供电状态。液晶显示屏实时显示电力参数和系统状态；1#红色状态指示灯指示故障报警的状态，2#绿色状态指示灯表征对外建立通讯连接的状态；五个设置按键用于电力参数显示的切换控制、通讯等相关参数的设置；三组I/O接口组件实现检测参数的采集输入和处理信号的输出；电源接口为电力监测装置提供24VDC电源输入，3#绿色电源指示灯指示供电状态。所述的检测处理系统由主控板、电力监测处理板和通讯处理板三部分组成，三部分通过接插件紧密连接。主控板主要负责液晶显示屏的驱动，设置按键的扫描，供电电压的转换，数据分析、运算和存储的管理、故障报警的处理及预测分析；电力监测处理板通过显示及I/O系统的I/O接口负责电力参数的信号采集、合成参数的计算处理及输出、主控板控制指令的执行和传递；通讯处理板负责Modbus和CANopen等通讯协议的管理、WIFI联网功能的实现及风机智慧运维网络服务的建立。所述的显示及I/O系统的电源接口输入电源为24VDC，经主控板内部的电压变换及控制电路处理后，转换为直流3.3VDC和5VDC，分别为检测处理系统电路芯片和液晶显示屏供电。1#红色状态指示灯点亮表示故障报警发生，同时液晶显示屏提示故障类型及原因，2#绿色状态指示灯以0.5秒周期闪烁表示对外通讯建立成功，同时液晶显示屏提示建立通讯的类型及状态。三组I/O接口组件为现有结构，用以实现本技术和被测风电机组之间的检测连接、电气保护和信号的输入输出。本技术的主控板采用嵌入式数字信号处理芯片，该处理芯片具有高速的运算能力，强大的外设功能和较高的性价比，可并行处理显示及I/O系统的实时扫描和检测处理系统的数据分析、运算、通讯服务请求，整体统筹和管理数据处理、网络服务机制。电力监测处理板检测风电机组电压、电流等模拟量信号，经电路处理后，进行数据处理计算、合成。主控板一方面管理电力检测处理板处理数据的显示、分析和记录(故障时刻的关键数据)，另一方面协调通讯处理板向控制器发起的Modbus和CANopen等有线通讯、WIFI无线联网、风机智慧运维的网络服务和为风场远程监控系统共享风电机组电力数据的请求。本技术针对风电机组控制系统中大量使用的电力参数检测设备而开发，能够智能检测风机的电压，电流，频率，有功、无功功率，视在功率，功率因数，相/线电压、电流总谐波畸变率、各次谐波分量等参数；同时具有CT/PT变比、通讯参数设置，三相电压、电流不平衡以及电压骤升骤减等故障报警，标准Modbus、CANopen等有线通讯功能；能够实现遥测、遥控，WIFI无线通讯等功能；具有开放、智能、互联的特点。本技术的有益效果是适用性广，只需适应性地修改设置参数，便可应用于多种交流用电场合下的测量、计量以及远程监控管理。附图说明图1为本技术的整个监测装置系统框图。图2为本技术的外形结构图。图3为本技术的原理图。具体实施方式参照附图对本技术做进一步详细说明。下面将结合本技术实施列中的附图，对本技术实施列中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施列仅是本技术一部分实施列，而不是全部的实施列。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术所用到的液晶显示屏、设置按键、I/O接口、电源接口、主控板、电力监测处理板和通讯处理板均为现有结构，直接购买。主控板采用嵌入式数字信号处理芯片STM32F105R8T6，电力监测处理板采用电能处理芯片ATT7022E，通讯处理板则采用WIFI、Modbus和CANopen通讯处理芯片分别为ESP8266、ADM2587E和CANopenChipF40。如图1、图2、图3所示，本技术包括盒体1、显示及I/O系统2、检测处理系统3，其特征在于：盒体1外部正面安装有显示及I/O接口系统2，所述的显示及I/O接口系统2包含液晶显示屏、1#红色状态指示灯、2#绿色状态指示灯、五个设置按键、三组I/O接口、电源接口和3#绿色电源指示灯；内部安装检测处理系统3，所述的检测处理系统3由主控板、电力监测处理板和通讯处理板三部分组成，且三部分通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组控制系统的智能电力监测装置，包括盒体（1）、显示及I/O系统（2）、检测处理系统（3），其特征在于：盒体（1）外部正面安装显示及I/O系统（2），内部安装检测处理系统（3），所述的检测处理系统（3）由主控板、电力监测处理板和通讯处理板三部分组成，且三部分通过接插件紧密相连，同时显示及I/O系统（2）的液晶显示屏、指示灯、设置按键、电源接口和指示灯与检测处理系统（3）的主控板上的接口连接成回路，显示及I/O系统（2）的I/O接口与检测处理系统（3）的电力监测处理板相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电机组控制系统的智能电力监测装置，包括盒体（1）、显示及I/O系统（2）、检测处理系统（3），其特征在于：盒体（1）外部正面安装显示及I/O系统（2），内部安装检测处理系统（3），所述的检测处理系统（3）由主控板、电力监测处理板和通讯处理板三部分组成，且三部分通过接插件紧密相连，同时显示及I/O系统（2）的液晶显示屏、指示灯、设置按键、电源接口和指示灯与检测处理系统（3）的主控板上的接口连接成回路，显示及I/O系统（2）的I/O接口与检测处理系统（3）的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福先，
申请(专利权)人：中船重工武汉凌久电气有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42