风力发电机组嵌入式实时监测系统设计研究

随着能源需求量的增加,风力发电越来越被人们所开发和利用。但风力发电机组运行维护费用高,直接影响发电的成本。本文研究了一种风力发电机组嵌入式实时监测控制系统,该系统具有监测、控制方式灵活,性能稳定等特点。在对风力电场监测系统进行设计的同时,改变了监测系统在传统网络结构中的地位,实现监测系统直接通过无线上网传输数据的功能,从而更加方便地对风电机组运行状况进行实时监控和处理。     

双馈风力发电机状态监测系统软件设计

采用双馈风力发电机状态监测系统可及时发现并跟踪风电机组主要部件的机械和电气故障,有效降低机组的运行维护成本,保证风电机组的安全稳定运行.软件采用模块化设计思想,主要功能包括管理、诊断、监测、查询、数据存储、数据备份等.通过对振动、电流、电压、温度等参量进行分析,该软件实现了诊断发电机定子和转子匝间短路、相间短路、相对地短路、轴承故障的功能.将该系统试用于某风电场1.5 MW双馈发电机组上,结果表明其可用于监测和诊断双馈风力发电机.     

风力发电机组齿轮箱在线监测系统的开发

针对风力发电机齿轮箱的故障特征,运用在线编程技术,开发了基于B／S的风电机组在线监测系统。首先从总体上介绍了系统的工作原理,对机组的测点和监测信号类型进行选择;其次详细介绍了软件系统的设计,对软件的结构弄口各个子系统的功能进行详细的论述;对软件开发过程中用到的相关技术进行简单的描述;最后将本系统在风力发电机上进行测试,说明系统的可行性。     

基于能量流的风电机组异常运行状态预警软件设计

针对当前风电机组运行异常状态检测的热点难点问题,根据SCADA数据的时序特点,设计一款基于能量流参数关系模型的风电机组运行异常预警软件。基于能量流原理,将风力发电机系统作为一个复杂系统划分为4个子系统;建立关于风电机组运行特性的输入输出参数关系模型,并结合核密度估计原理和统计学置信区间理论,提出实时计算风电机组运行状态健康指标阈值的方法;介绍软件主体框架,以及软件内部数据处理方法与数据调用的实现方法。利用某风电场的实际SCADA数据进行实例分析验证,结果显示该软件可以为风电机组运行状态维护提供更方便的途径。     

基于Web的超大规模风电基地监测系统设计

为提升超大规模风电基地的发电品质,设计基于万维网技术的风电监测系统。根据风电监测系统的需求,建立以浏览器/服务器架构为核心的多层结构;根据数据处理的特点设计系统的数据库结构和数据服务程序结构;实现对风电基地内主要设施的监测、信息检索和统计报表等功能。该监测系统在宏观上反映了整个风电基地的出力状况,在微观上反映了风电场乃至单个风力发电机的工作状态。     

绕线式异步风力发电机的最大风能追踪控制

以双PWM交流励磁电源控制的绕线式异步风力发电机系统为对象,研究了有功功率和无功功率的确定原则和计算方法,进而研究了双馈异步电机的功率解耦控制。给出变速恒频风力发电机最大风能追踪的控制策略,仿真研究表明基于电网电压定向的矢量控制策略,通过转子侧变换器和双馈电机之间的数学模型,能够有效地实现最大风能追踪。提高风电机组的运行和运行效率。     

双馈风力发电机组低电压穿越动态过程仿真分析

随着风力发电机装机容量与日俱增,双馈风电机组的低电压穿越技术也成为研究热点.本文根据经典的六变量感应发电机数学模型,在Matlab/simulink环境中建立了双馈风电机组模型并进行了电磁暂态仿真.模拟出在电网电压跌落80％并持续625ms极端条件下感应发电机工作情况.仿真结果正确反映了风力发电机低电压穿越的详细动态过程,此模型为进一步研究双馈感应发电机在特殊情况下的电磁暂态特性以及励磁策略提供了理论基础.     

论述PLC的风电机组控制系统设计

由于风力发电机基本上都是在自然环境比较恶劣的以及没有人看守的前提下运行的,所以,对于风力发电机的控制具有比较高的要求。通过合理的对机组的控制特征以及要求进行分析,对于开关信号而言,其包括了控制系统所处理的输出和输入信号,为此,采用PLC的风电机组有利于风电机组控制系统的要求。     

永磁同步风力发电机组控制策略的仿真研究

针对直驱式风电机组全功率变流器双PWM背靠背式的拓扑结构,利用Matlab/simulink软件平台,搭建了包括风力机、永磁同步发电机、变流器等组件的并网型永磁同步风力发电机组的系统仿真模型,并根据矢量控制原理对机组及背靠背式变流器进行了控制策略的仿真研究.仿真结果表明,所采用的结合最大风能捕获的矢量控制策略实现了风电机组的变速运行、最大风能利用和有功、无功的解耦控制;验证了所建立的永磁同步风力发电机组模型以及采用的控制策略的有效、可行性,对于实践具有重要的指导意义.     

TwinCAT PLC全功率风力发电机组试验系统的研究

为保障出厂的风电机组能够达到质量标准,利用原动机、变频器等外围设备和1.5 MW变桨双馈风力发电机组(除叶片和塔筒)搭建了试验平台。该平台采用TwinCAT PLC软件检测风电机组在全功率和全工况运行时的功率曲线,同时在模拟的故障状态下,检测电控系统、发电机和变流器基本保护功能。试验平台能够对风电机组的设计、制造、装配质量等环节进行检验。结果表明检测通过的风电机组达到了出厂质量标准。     

研华WebAccess组态软件在风力发电风场管理系统中的应用

本文介绍研华WebAccess组态软件在风力发电风场管理系统中的应用。在风电场现场控制级监控站点上,SCADA Node节点数据采集是通过标准的以太网接口直接采集现场的实时数据和参数,即采集各风轮机在线监测点控制器PLC的全部现场数据,如：有功功率、无功功率、效率、风机总数、运行数、停机数、待机、故障、运行等实时数据。     

基于OpenGL的船舶电力系统三维可视化监控平台开发

船舶电力系统的监控对船舶的安全运行至关重要。为了更直观更真实的展示船舶电力系统的运行状态,设计开发了一种基于OpenGL的三维可视化监控平台。通过调用OpenGLAPI构造三维空间环境;根据船舶电力系统各种设备及其保护装置的物理特性建立三维模型,给定监控状态和仿真参数,实现了对设备模块的动态管理和对设备部件进行组态,构造了一个虚拟的船舶电力系统。通过采集设备状态数据,实现了对系统的组网监控和继电保护算法的实时仿真,配合各种颜色和动画展现出系统的状态,运行结果表明该系统具有直观、真实、交互感等特点,能够对设备的各种状态进行监控且具有保护功能。复杂的船舶电力系统结构和运行状态通过三维可视化的方式形象地表现出来,有助于操作人员更好地理解掌握系统运行过程,提高对船舶电力系统的操控能力。     

数字孪生水下三维实景数据底板获取技术研究

为了获取高精度的水下三维模型细节纹理结构,满足数字孪生建设对水下三维实景数据底板获取的需求,实现对水下构筑物的实时可视化动态监测,基于GNSS技术、USBL技术研究构建了水陆一体化定位技术,融合水陆一体化定位技术、有缆ROV和水下摄影测量设备等研发了水下摄影测量系统,实现了数字孪生水下三维实景数据底板的获取,并采用多波束测深系统、水下三维全景成像声纳系统等对水下摄影测量系统获取的三维实景模型数据成果精度进行了验证,结果表明：水下摄影测量系统获取的三维实景模型精度满足规范要求,可用于数字孪生流域、工程等水下基础数据底板的建设,也可为水下高精度三维场景重构再现和水利工程水下构筑物实时动态监测提供技术支撑。     

数据中心三维可视化场景编辑器的设计

针对当前数据中心的三维可视化场景重复开发造成复用性较差的问题,提出了数据中心三维可视化场景编辑器.借助三维引擎技术,以仿真、立体、互动实时的方式为管理者提供一个完整的、可视化、网络化的虚拟环境管理设计平台.可以高效灵活的创建数据中心3D场景,用于场景建模和数据中心的辅助设计.可视化编辑器基于Unity3D引擎和Web技术进行搭建,提供直观的浏览器操作界面和环境实时监控系统,解决了三维场景远程实时查看数据中心监控等问题.用户可以借此快速搭建三维可视化场景,减少重复开发.在提供其他3D模型基础上,此编辑器也能够广泛用于其他非数据中心可视化场景的搭建和编辑.     

基于OPC XML-DA的风力发电机移动远程监控系统

针对风力发电机远程监控问题,设计并实现一种基于移动互联技术解决方案,开发了基于Android操作系统的风力发电机移动远程监控手机客户端,通过Internet实现数据交互,开发了基于OPC XML-DA规范的的状态及故障的监控软件,解决硬件设备之间通讯接口的兼容及跨平台的问题.本文中介绍了该监控方案的总体框架,描述了OPC XML-DA服务器、移动客户端的设计思想,并进行了功能实现.测试结果表明,本系统能够高效的完成对风力发电机的实时监控.另外,该系统还能够应用于智能家居领域和各种工业控制领域.     

Forecasting and visualization of wildfires in a 3D geographical information system

This paper describes a wildfire forecasting application based on a 3D virtual environment and a fire simulation engine. A novel open-source framework is presented for the development of 3D graphics applications over large geographic areas, offering high performance 3D visualization and powerful interaction tools for the Geographic Information Systems (GIS) community. The application includes a remote module that allows simultaneous connections of several users for monitoring a real wildfire event. The system is able to make a realistic composition of what is really happening in the area of the wildfire with dynamic 3D objects and location of human and material resources in real time, providing a new perspective to analyze the wildfire information. The user is enabled to simulate and visualize the propagation of a fire on the terrain integrating at the same time spatial information on topography and vegetation types with weather and wind data. The application communicates with a remote web service that is in charge of the simulation task. The user may specify several parameters through a friendly interface before the application sends the information to the remote server responsible of carrying out the wildfire forecasting using the FARSITE simulation model. During the process, the server connects to different external resources to obtain up-to-date meteorological data. The client application implements a realistic 3D visualization of the fire evolution on the landscape. A Level Of Detail (LOD) strategy contributes to improve the performance of the visualization system.     

基于智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析

配电网电力大数据的三维场景重构是实现数据优化挖掘的关键,提出基于人工智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析方法。建立配电网电力大数据三维场景的网格分布结构模型,并进行配电网电力大数据三维场景实时数据监测,根据监测结果进行配电网电力大数据的统计特征分析,对配电网电力大数据三维场景实时数据采用信息融合和模糊层析性分析方法进行信息融合和自适应调度,提取配电网电力大数据的三维可视化分布特征量,采用视觉特征重构技术,实现对配电网电力大数据三维场景可视化重构,在人工智能算法控制下提高电力大数据三维场景可视化重构的精度。仿真结果表明,采用该方法进行配电网电力大数据三维场景可视化重构的精度较高,提高了配电网电力大数据挖掘的效能。     

基于面向对象空间数据库的三维地景可视化研究

该文设计了一个基于面向对象空间数据库的三维地景(terrain)可视化系统,并依据人们对地图的理解角度提出了面向对象的四级数据模型,研究了场景生成技术,开发了底层的面向对象的空间数据库。系统具有良好的通用性和可扩展性,在飞行模拟、实时动态仿真及虚拟现实等领域有较广泛的应用前景。     

基于Web的风场三维动态可视化设计与仿真

针对在Web端难以快速直观表达风场问题,提出一种基于Web的风场三维动态可视化设计与仿真方法。首先,为解决风场数据不易获取、处理不便问题,给出风场数据的获取、转换、应用流程。其次,设计使用Web Worker多线程技术并行计算生成流线的方法,减少风场流线寻迹生成时间,提高流线生成效率。然后,结合颜色映射技术,设计对流线进行Alpha颜色通道动态修改的方法,以表征风场动态流动。最后,扩展基于WebGL的可视化引擎Cesium进行风场三维可视化渲染,直观表达风场。结果表明,该方法能有效提高在Web端进行风场可视化仿真的效率,可为防风减灾提供支撑。     

SOM网络在透平机械状态监测中的应用

讨论了SOM网络的可视化技巧,结合该技巧研究了SOM网络在透平机械状态监测中的应用。仿真分析和实例研究表明,应用SOM网络能较好地识别出透平机械的不同状态,并及时监测到透平机械状态发生的变化。