风电机组控制系统监控通信服务器的设计与实现

【摘要】： 目前我国风电场中各生产厂商的风电机组由于缺乏统一的监控通信标准而存在兼容性、互操作性、可扩展性方面不足的问题,给风电场的运行管理带来极大的困难。风电厂国际监控通信标准IEC 61400-25的推出为实现标准化风力发电机组通信奠定了理论基础,也成为未来风电场监控的统一通信基础。 本文针对风电场统一监控以及风电机组之间无缝通信的需求,紧跟国际标准,提出在风电机组控制系统中基于IEC 61400-25协议实现标准化风力发电机组通信,满足对风电机组集中及远程监控。本文的工作具体表现在: (一)对风电机组信息模型、信息交换模型以及向通信协议的映射进行分析,在比较各种通信协议映射方式优缺点的基础上,采用MMS作为底层映射协议,将信息模型映射到MMS服务器中的VMD结构之中,通过构建风电机组关键零部件的VMD模型来屏蔽风电机组的异构性,将相应的服务模型映射到MMS服务中,实现对各实体部件的特性管理转化为对规范化VMD的共性管理。 (二)在Eclipse平台上采用Java设计了MMS通信服务器,借助第三方软件设计实现对MMS报文的ASN.1编解码,运用直接封装的形式对MMS协议栈进行优化处理,并设计了满足风电机组监控通信的MMS变量模型服务,固化于MMS服务器的软件中实现,在保证MMS通信功能的完整性的同时降低网络处理开销,提高数据传输的实时性。 (三)针对风电机组控制系统需要对内监控以及受外部监控的需求,设计了具有实时性、开放性、可重用性、可扩展性的ARM+RT-Linux+J2ME嵌入式软硬件平台。将设计的MMS服务器移植到该平台,通过与MMS客户端的连接调试,采用抓包分析软件对通信过程及服务进行报文截取分析,证实满足风电机组实时监控通信服务需求。 (四)在该软硬件平台中移植嵌入式Web服务器和实时数据库msql,在Web服务器中配置SSL实现数据加密与认证,实现对风电机组的安全远程访问。 本文在风电机组控制系统中设计实现MMS服务器,采用C/S模式提供与风电场SCADA系统之间的MMS实时通信,为开发遵循IEC61400-25标准的通用风电场SCADA系统提供了新的思路,对风电机组厂商自主研发先进的标准风电机组以及增强企业产品的国际竞争力具有积极意义。 【关键词】：风电机组 IEC 61400-25标准 实时通信 制造报文规范 Web服务器
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM315;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 引言9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究的现状与基础10-11
• 1.3 课题来源及主要研究内容11-12
• 1.4 本文的组织结构12-13
• 第2章 风力发电厂监控通信标准研究13-23
• 2.1 风力发电及风电场监控系统现状13-14
• 2.2 风力发电机组监控14-16
• 2.3 IEC61400-25 标准概述16-22
• 2.4 小结22-23
• 第3章 嵌入式软硬件平台研究设计23-34
• 3.1 引言23
• 3.2 嵌入式软硬件平台的开发环境23-27
• 3.3 J2ME 环境的建立27-31
• 3.4 嵌入式 msql 实时数据库的移植31-33
• 3.5 小结33-34
• 第4章 风电机组控制系统中的MMS 服务器设计34-57
• 4.1 引言34-35
• 4.2 MMS 技术及特点35-37
• 4.3 IEC61400-25 与MMS 的映射分析37-38
• 4.4 MMS 服务器的流程分析38-42
• 4.5 MMS 通信服务器的设计与嵌入式实现42-56
• 4.6 小结56-57
• 第5章 风电机组控制系统中的嵌入式 Web 服务器设计与应用57-67
• 5.1 引言57-58
• 5.2 嵌入式 Web 服务器移植与应用58-60
• 5.3 风电机组配置文件XML 解析实现60-64
• 5.4 嵌入式 Web 服务器的访问安全64-66
• 5.5 小结66-67
• 第6章 总结与展望67-69
• 6.1 论文总结67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 参考文献69-71
• 致谢71-72
• 附录A 攻读硕士学位期间公开发表的论文72-73
• 附录B 攻读学位期间参与的科研项目及获奖情况73

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