远程风电变流器监控平台的设计和实现

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随着风电场规模的不断扩大,大型风电场往往需要对几十台风力发电机进行集中监控,而且风电场环境恶劣,不适宜现场测试和作业,因此风电场正在朝着“无人值班,少人值守”的方向发展。但是目前风电变流器配套的监控软件大都用于现场监控或企业内部网监控,采用LabView或VB开发,功能比较完备,但实时性较低,可移植性较差。为了确保风电变流器安全稳定地运行,提高风电场的收益和竞争力,开发性能完善、运行可靠和高实时性的远程监控系统具有十分重要的意义。本文结合目前通信技术和计算机技术的发展,设计和开发了远程风电变流器监控平台,适应了变流器业主和生产商对远程监控的需求。  本文首先分析了国内外风电变流器监控软件的发展概况和存在问题,明确本课题主要研究任务。接着,本文深入分析了C/S模式下的远程变流器监控系统,设计出系统总体结构,详尽地介绍了系统的工作原理、连接拓扑、功能和开发环境。  在具体实现过程中,设计并实现了远程监控平台。远程监控平台包括服务器和客户端两部分,服务器由数据库和应用服务器组成。对于数据库,基于用户需求,设计了相关实体表、备份策略和性能优化策略;对于应用服务器,设计对象主要是监听模块、数据库事务处理模块和透传模块。此外,为了解决多客户端并发访问冲突问题,提出了基于租约机制的并发访问控制策略,为了优化服务器性能,采用了基于生产者消费者设计模式的缓冲区技术。  服务器设计完成后,着手客户端软件的开发。客户端从结构上可以分为通信子系统、监控子系统和信息管理子系统三部分。通信子系统负责和服务器通信,实现TCP/IP协议和Modbus应用层协议的双转换;监控子系统负责对变流器进行远程监视和控制;信息管理子系统负责变流器信息管理、用户信息管理以及历史记录查询。为了提高风电变流器监控软件的通用性,提出了基于XML的配置信息存储方法,并开发了配套的XML编辑器。  为了验证远程风电变流器监控平台是否满足各项设计指标,对系统进行了功能和界面等类型的测试,测试结果表明平台运行稳定可靠,达到了预定的要求。
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