兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組通信系統(tǒng)研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，已經(jīng)成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整重要手段和途徑。近年來(lái)，風(fēng)電在我國(guó)得到了快速發(fā)展，然而在國(guó)內(nèi)風(fēng)電市場(chǎng)上，風(fēng)力發(fā)電的核心技術(shù)與整機(jī)部件主要依賴(lài)于國(guó)外。特別是大型風(fēng)機(jī)PLC控制系統(tǒng)，幾乎完全被國(guó)外廠(chǎng)商壟斷。在此背景下，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型風(fēng)機(jī)PLC控制系統(tǒng)對(duì)提高我國(guó)風(fēng)機(jī)核心技術(shù)與整機(jī)部件國(guó)產(chǎn)化率具有十分重要的意義。
　　本文結(jié)合湘電風(fēng)能有限公司的“MW級(jí)風(fēng)機(jī)PLC控制器”國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目，對(duì)整個(gè)風(fēng)機(jī)控制系

2、統(tǒng)的通信方案進(jìn)行了詳細(xì)分析，并遵循數(shù)據(jù)的分布式采集和集中處理的設(shè)計(jì)理念，提出了一種全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的開(kāi)放式PLC通信系統(tǒng)解決方案。
　　在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，整個(gè)系統(tǒng)基于FPGA和W5100的網(wǎng)絡(luò)子模塊構(gòu)成。主控制模塊作為系統(tǒng)的核心，采用了PowerPC和FPGA的主從處理器模式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分工處理，克服了以往單CPU工作時(shí)系統(tǒng)資源占用率過(guò)高的問(wèn)題。系統(tǒng)對(duì)外拓展了CAN、RS232、USB等通信接口，便于系統(tǒng)調(diào)試

3、和外部控制設(shè)備的接入等。
　　本文重點(diǎn)對(duì)模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信鏈路和通信協(xié)議進(jìn)行了設(shè)計(jì)；為了滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)對(duì)變頻設(shè)備的通信控制需求，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了CANopen主站通信協(xié)議功能；針對(duì)風(fēng)機(jī)輪轂變槳控制的需求，設(shè)計(jì)了基于IP-CAN協(xié)議的遠(yuǎn)程CANopen從站；針對(duì)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)控需求，提出了基于Modbus/TCP通信協(xié)議的遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)和基于ONC/RPC通信協(xié)議的HMI系統(tǒng)。本文對(duì)上述通信協(xié)議進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，在風(fēng)機(jī)模擬環(huán)境下進(jìn)行了相關(guān)試