风电变流器监控系统的设计

【摘要】：现在全球的能源供应紧张，污染问题严重，然而风能由于它的储量巨大且对环境不会造成污染，同时又是可再生的能源，所以风能是当今新能源中高度发展的对象，越来越受到世界各个国家的广泛关注，世界各国都在竞相发展，然而对于风电机组监控系统的研究是时下的热点，一套界面友好、功能强大、可靠性高的监控系统势必对研究风电技术提供很好的保障。 本文在我校风电研究实验室的支持下，根据风力发电机—永磁同步电机的实验平台监控系统的要求进行设计了风电变流器监控系统。该监控系统主要针对电机的数据采集而设计。文中阐述了数据采集系统涉及到的下位机硬件的选型以及通讯接口的选择，硬件方面主要选择了高性能芯片DSP2808，相应的PC机的配置，通讯端口则是RS232和RS485。在上位机的设计软件选择方面，采用了易于开发和操作的VB6.0，运用VB6.0的串口通信控件以及VB6.0对Access数据库的管理功能开发了上位机监控系统，该监控系统采用模块化的思想进行编程，系统具有权限登录且可以对电机的各项数据进行监控，同时还可以观看相应的数据波形图，实现对各项参数的数据存储、记录等功能。本文还详细叙述了Modbus通信协议在风电变流器监控系统中应用，介绍了在通信系统中软件设计部分采用了CRC校验方式，有效地确保了通信的可靠性。该系统具有实用性强、移植性好等特点，为风电机的实验研究提供了很好的保障。 【关键词】：风力发电 变流器 循环冗余校验 数据库 串口通讯 监控系统
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及意义10
• 1.2 世界风力发电的发展状况10-14
• 1.2.1 我国风力发电的状况12-14
• 1.3 国内外风电监控系统的发展现状14
• 1.4 论文研究的内容和意义14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第2章 风电变流器控制系统的总体结构16-24
• 2.1 永磁直驱式风力发电机组变流器的拓扑结构及控制方案16-22
• 2.1.1 机侧控制系统16-20
• 2.1.2 网侧控制系统20-22
• 2.2 直驱风电机组的控制系统总结构22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 风电变流器监控系统的硬件设计24-27
• 3.1 系统的硬件设计24-26
• 3.1.1 机侧和网侧控制器的芯片24
• 3.1.2 传感器的选型24-25
• 3.1.3 信号调理电路25
• 3.1.4 485 通讯接口25-26
• 3.1.5 上位机的配置选择26
• 3.2 本章小结26-27
• 第4章 通讯协议27-32
• 4.1 现场总线27
• 4.2 Modbus 通讯协议27-31
• 4.2.1 Modbus 协议简介27-28
• 4.2.2 Modbus 协议的传输方式28
• 4.2.3 Modbus 的 RTU 帧28-29
• 4.2.4 Modbus 协议的错误检测方法29
• 4.2.5 Modbus 协议的基本应用29-31
• 4.3 本章小结31-32
• 第5章 风电变流器监控系统的软件设计32-54
• 5.1 数据的处理32-34
• 5.1.1 去除数据的错误项32-33
• 5.1.2 数字滤波33-34
• 5.2 数据的计算34-35
• 5.2.1 交流信号有效值的计算34-35
• 5.3 谐波分析35-37
• 5.3.1 FFT 算法36-37
• 5.4 数据采集模块的软件设计37-38
• 5.5 上位机软件设计的整体结构38-44
• 5.5.1 VB6.038-39
• 5.5.2 VB6.0 串口通讯控件 Mscomm39-42
• 5.5.3 程序实现 CRC 校验42-43
• 5.5.4 Mscomm 控件实现 Modbus 协议通讯43-44
• 5.6 数据的存储44-48
• 5.6.1 Access 数据库45
• 5.6.2 创建 Access 数据库45-47
• 5.6.3 数据库的链接47-48
• 5.6.4 数据库的安全48
• 5.7 数据显示48-52
• 5.7.1 二维动态坐标图48-49
• 5.7.2 二维坐标图绘制49-50
• 5.7.3 实时曲线绘制50-52
• 5.8 报表打印52
• 5.9 曲线打印52
• 5.10 程序的打包与安装52
• 5.11 本章小结52-54
• 第6章 系统的可靠性分析54-56
• 6.1 硬件可靠性分析54
• 6.2 软件可靠性分析54-55
• 6.2.1 VB6.0 错误处理55
• 6.3 本章小结55-56
• 总结与展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文62

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