变速直驱开关磁阻风力发电系统雷电防护技术研究

根据风力发电机组防雷保护的研究成果和相关行业防雷标准,分析雷电的形成、破坏机理及其破坏形式。结合开关磁阻风力发电系统特征,划分雷电防护区域;按照风力发电机组防雷设计应该遵循的原则,通过外部防护和内部防护相结合,提出开关磁阻风力发电系统各部件防雷保护措施。为工程实践中开关磁阻风力发电系统的雷电防护提供一定的参考。     

风电场分布式SCADA系统设计与研究

面向湘电风能XE72风力发电机组,提出了一套风电场分布式SCADA系统构建方案.实现了多个用户对风电场风机状态在线实时监测以及对风机设备的远程故障诊断和维护.通过构建多个RTU服务软件,实现对风机的分组监测与管理:通过系统时间同步,实现了风电场各个设备单元之间的时间统一.保证了监测数据的时间一致性.经过实际应用.该方案完全满足风力发电场的现场监测与维护需求,适合于大型风电场的构建和运营.     

基于以太网的嵌入式软PLC通信体系设计

采用FPGA和W5100芯片搭建了嵌入式软PLC网络系统,主控制核心模块采用了PowerPC和FPGA的主从处理器模式,实现了数据的分工处理,克服了以往单CPU工作时系统资源占用率过高的问题。在此开放式硬件平台下,设计了基于时间片轮询的稳定可靠分时数据通信系统;为了适应具有不同网络协议设备的控制需求,系统内部集成了CANopen、Modbus/TCP等协议。最后,对通信系统进行了相关测试。实验结果表明,系统通信正常,且具有很好的实时性和稳定性。     

基于 VxWorks 的分布式软 PLC 平台研究与实现

为了提高MW级风力发电机组的国产化率,节约生产成本,方便后期维护,增强其市场竞争能力,在遵循软PLC国际标准的基础上设计了一种M W级风力发电机组主控PLC系统。系统以基于M PC8280处理器和VxWorks实时操作系统的嵌入式计算机平台为运行环境,以CodeSys软件为其开发环境;采用分布式硬件结构,通过以太网总线实现 I/O 模块间数据实时交互,系统支持多级互联。详细描述了基于VxWorks的软PLC系统软硬件结构及实现方法、系统运行流程及以太网总线的实现。最后通过实验,表明其实时性、稳定性都满足实际控制需求。该系统同时具有性价比高、维护方便等优点。     

钢管混凝土组合桁梁受弯承载力简化计算方法研究

钢管混凝土组合桁梁由钢管混凝土桁架和混凝土板组成,其在承受正弯矩时可充分发挥混凝土板与桁架的组合作用。为对这种结构的受弯受力性能进行研究,提出了基于铰接桁架的分析方法,以不带竖腹杆的warren型钢管混凝土组合桁梁为例,推导了在节点单点荷载以及两点对称荷载作用下简支组合桁梁各个构件的效率系数。通过不同构件之间的效率系数进行对比,得到了组合桁梁的破坏模式判定以及受弯承载力简化计算方法。同时通过引入腹杆抗力折减系数,将节点承载力对组合桁梁受弯承载力的影响也考虑在内。将公式计算结果与既有文献中的钢管混凝土组合桁梁、桁架试件试验结果进行了对比,破坏模式和受弯承载力均吻合良好,所选全部33榀试件的计算值与实测值的相对误差为1.27%,标准差为0.128。结果表明,该简化计算方法建立了节点与组合桁梁承载力之间的相互联系,能够快速、准确地对破坏模式及受弯承载力进行估算,可极大地简化设计流程。设计中应根据组合桁梁各构件的效率系数对其截面尺寸进行优化,确保不同破坏模式下的受弯承载力较为接近,同时避免由于节点或腹杆过早失效导致组合桁梁发生剪切破坏。     

MW级变桨距风电机组叶片转矩计算与特性分析

以叶素-动量理论及其修正方法为理论基础,以某MW级水平轴式风电机组为研究对象,建立MW级风电机组叶片转矩特性数学模型,对计算算法进行了分析与讨论.获得了来流风速切变条件下,诱导因子变化规律以及叶片载荷、叶轮转矩、机械功率、风能利用系数等计算结果,与风电机组实际状况基本吻合.计算结果表明,单个叶片承受周期性交变载荷,而风轮合转矩波动量较小,在满足风电机组功率稳定输出性能指标的同时,期望改善叶片载荷状况,延长其寿命,应采用独立变桨技术.     

基于MMS的风电设备信息模型获取方法

风电机组与数据采集与监控(SCADA)系统之间数据不兼容将影响风电场的扩容和技术升级,需构建统一的数据模型.以一种基于IEC 61400-25协议和制造报文规范(MMS)通信协议的风电场通信软件开发为背景,介绍了风电场SCADA系统中对风电设备信息模型的获取方法.设计了风电场通信软件的体系结构和交互流程,构建了IEC 61400-25协议的风电机组信息模型,从业务逻辑控制模式、抽象通信服务接口(ACSI)服务到MMS服务的映射以及MMS报文生成等3个方面,阐述了风电设备信息模型在SCADA系统中重构的实现方法.     

PLC冗余设计的风力发电机控制系统

针对风力发电机的控制系统在可靠性方面存在的问题,提出一种基于Vx Works实时操作系统的PLC硬件冗余的控制方案。文中阐述风力发电机控制系统的PLC硬件冗余结构和工作原理,并给出评价系统可靠性的指标及其计算方法。通过PLC硬件冗余的设计结构图,并结合逻辑框图分析法,提出一种提高风机控制系统可靠性的方案。搭建PLC硬件冗余系统进行可靠性试验,结果表明基于Vx Works实时操作系统的PLC硬件冗余的安全性和可靠性更高,可满足风力发电机的控制需求。     

基于MMS的风电设备信息模型获取方法

风电机组与数据采集与监控（SCADA）系统之间数据不兼容将影响风电场的扩容和技术升级,需构建统一的数据模型。以一种基于IEC 61400-25协议和制造报文规范（MMS）通信协议的风电场通信软件开发为背景,介绍了风电场SCADA系统中对风电设备信息模型的获取方法。设计了风电场通信软件的体系结构和交互流程,构建了IEC 61400-25协议的风电机组信息模型,从业务逻辑控制模式、抽象通信服务接口（ACSI）服务到MMS服务的映射以及MMS报文生成等3个方面,阐述了风电设备信息模型在SCADA系统中重构的实现方法。     

基于VxWorks的分布式软PLC平台研究与实现

为了提高MW级风力发电机组的国产化率,节约生产成本,方便后期维护,增强其市场竞争能力,在遵循软PLC国际标准的基础上设计了一种MW级风力发电机组主控PLC系统。系统以基于MPC8280处理器和VxWorks实时操作系统的嵌入式计算机平台为运行环境,以CodeSys软件为其开发环境;采用分布式硬件结构,通过以太网总线实现I/O模块间数据实时交互,系统支持多级互联。详细描述了基于VxWorks的软PLC系统软硬件结构及实现方法、系统运行流程及以太网总线的实现。最后通过实验,表明其实时性、稳定性都满足实际控制需求。该系统同时具有性价比高、维护方便等优点。