| 标题 | 基于AP技术风力发电机数据采集系统研究 |
| 范文 | 王炳艳 摘 要：风力发电机组控制系统的整个风力发电机组控制的核心，数据采集系统是实现机组最大风能捕获、机组的协调控制、机组运行监控等的关键部件。设计出优良的机组数据采集系统是风力发电控制系统的关键技术，本文研究了基于无线AP技术的风力发电机组数据采集系统。在模拟环境下，利用无线AP技术远程采集风机有效性数据，如风速、风向等信息存储到上位机数据库中，为风电系统的运行分析做数据备份。 关键词：风力发电机组控制技术；数据采集系统；无线AP技术 0 引言 中国作为世界第一风电大国，风电装机容量、发电量均已超过核电，成为继火电、水电后的第三大主力电源。截至2013年底，全国共有1352个风电场并网发电，累计吊装风电机组58601台。2013年底风电并网装机容量7716万千瓦，占全国电源总装机容量的6.2%；全年风电上网电量达1357亿千瓦时，占全国上网电量的2.5%，同比增长0.5个百分点[1]。 从国内新能源发展趋势来看，风电作为环保能源，具有产业链长、对配套和支撑产业需求量大的特点，对经济发展具有良好的带动作用。随着技术升级不断加快，风电机组向着大型化和特性化发展。风电逐步由补充能源向主力替代能源发展，在电力系统中的比重将稳步上升，作为战略性新兴产业的地位逐步凸显。 随着风力发电行业的发展，越来越多的风力发电机组需要检修维护，由于风力发电机组安装在比较偏僻的地方，距离也比较远，所以采用有线传输需要花费大量的人力物力去维护保养设备，因此，无线传输在风力发电机组数据采集系统中成为研究方向。 1 风力发电机组数据采集系统研究现状 风力发电机组并网运行时，会影响电网的电能质量，如电压偏差、电压波动、瞬变、闪变、谐波、频率、三相电压不平衡等，严重时会对电网的安全稳定性造成危害。因此应用传感器对风力发电各项参数实时进行数据采集，对监测风力发电的安全方面十分必要。 数据采集系统是风电机组中最重要的部件，风力发电机组的良好运行取决于数据采集系统的效率，目前在风力发电机组系统中采集系统的技术还很薄弱，风力发电机组别的设备与系统都已经可以规模化生产，只有数据采集系统还依赖进口。数据采集系统多数由整机研制企业主导开发，目前国内大型风力发电机组组制造企业通常采用中外合作来逐步实现国产化。国内有很多大型电力企业与高校，科研所都在对风力发电机组数据采集系统进行深入的研究。 这些年，我国通过学习和引进国外大型风力发电机组监控系统的已有产品，及自身风电控制技术的不断提升，国内风电公司在风力发电机组的数据监控技术上也开发出了国内自主生产的监控系统，如金风科技开发了能够实时采集和监控多个风电场多种机型的金风SCADA系统；华锐公司开发了实现对各个风力发电机组实时在线监控和管理，实现了风力发电机组控制操作的画面显示，具有故障自诊断恢复功能的监控系统。但是，风机有效性数据获取主要采用Profibus网络协议，通过光纤进行远程数据信息的采集和组态显示控制。这种环境下，需要大量的资金投入、以及控制中出现干扰，而无法准确获取有效性数据。因此，急需有一套新的模式改变现有存在的问题。 无线AP技术在很多领域已经广泛应用，随着现在无线通信技术的不断成熟，采用无线环境下进行对风机的数据采集有了实现的可能。 2 基于无线AP技术的风力发电数据采集系统研究 无线AP全称是Access Point，其功能是把有线网络转换为无线网络。形象的说，无线AP是无线网和有线网之间沟通的桥梁。其信号范围为球形，搭建的时候最好放到比较高的地方，可以增加覆盖范围，无线AP也就是一个无线交换机，接入在有线交换机或是路由器上，接入的无线终端和原来的网络是属于同一个子网。 作为风力发电机组监测控制单元最重要的部分-数据采集系统有很重要的作用，能及时有效的将风力发电机组上的数据采集传输到控制服务器，实现实时在线监测设备，不但使风力发电机组运行在最佳工作状态，也让整个系统对风力发电机组故障处理提供准确的数据。 基于无线AP技术风电机组数据采集系统的设计开发过程和技术要点，主要设计要求如下： （1）掌握风力发电机组数据监测实际需求，根据总体设计方案确定硬件和软件的设计思路。 （2）通过仿真软件，结合硬件对程序进行测试，最终开发出软件系统。 （3）数据采集系统采用无线传输，干扰因素较多，需要在软件和硬件上都采取相应措施提高系统的抗干扰能力，以保证数据传输的可靠性。 （4）根据采集系统需要与人相互交互，本着操作方便，直观清晰的原则，设计一个简洁明了的数据采集系统界面。 综上所述，随着数据采集范围的扩展，采用传统的数据采集方式如串、并行总线等已经不能达到数据采集与传输的要求，采用无线AP数据传输就可以不受环境、气候等限制，具有广阔的应用前景。 参考文献： [1]丁成功，王升鸿，等.，风力发电无线数据采集系统的设计[J].伺服控制， 2013. 项目：通过AP技术设计新型风力发电机数据采集系统：内蒙古自治区高等学校科学研究项目NJZY341 |
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