[发明专利]一种基于PLC的风力发电控制系统

说明书

本发明公开了一种基于PLC的风力发电控制系统，包括上位监控模块、PLC控制模块、DSP数据处理模块、数据采集模块、控制模块，该系统设置的通信模块中以太网是工业以太网，具有工作稳定性强、数据传输速率快的优点；整个系统采用分层结构，将DSP数据处理模块和PLC控制模块分布于以太网的控制层，使系统具有了良好的现场计算与控制能力，同时也有利于系统的扩展。

技术领域

本发明涉及风力发电控制技术领域，具体是一种基于PLC的风力发电控制系统。

背景技术

风能的利用是一个涉人多种学科的综合应用体系，在这个体系中空气动力学、气象学、 地理学 、结构力学、机械与电气 工程、材料科学都占据着重要的地位，而一个完善的风力发电控制系统就更是这些学科的综合体现。风力发电控制系统的核心控制对象是风轮机，而风轮机一般都是工作在环境不可控的露天自然风场当中，环境因素复杂多变，整个系统的运行会受到风轮机尾流、塔影、垂直风速变化、偏航、叶片、桨距调节方式、运行方式等多种因素的影响。这就造成了控制系统必须具有一定的复杂性才可以达到可靠性和安全性的基本要求。目前的风力发电控制系统工作稳定性差，系统的现场计算与控制能力存在延迟现象，易造成系统的误判，增加检修成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PLC的风力发电控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于PLC的风力发电控制系统，包括上位监控模块、PLC控制模块、DSP数据处理模块、数据采集模块、控制模块，所述上位监控模块设置有监控平台，所述监控平台包括数据处理器、监控面板，所述监控面板设有上下两个界面，所述上界面为监控功能区，所述监控功能区包括生产区域的动态画面及图形显示区、相应区域的设备状况、物流状态实时监控和动态的模拟显示区、故障及时报警区，所述下界面为控制命令按钮区，所述控制命令按钮区设置有任务开始命令、任务监控操作命令、任务新增命令，上位监控模块连接PLC控制模块，所述PLC控制模块用于对风力发电机组的控制，PLC控制模块连接DSP数据处理模块，所述DSP数据处理模块连接数据采集模块，DSP数据处理模块用于数据采集模块传送数据的计算并上传给PLC控制模块，所述数据采集模块包括风力发电设备数据采集单元、整流设备数据采集单元、逆变设备数据采集单元，数据采集模块设有风力机组的转速采集电路、发电机的电压采集电路、直流侧电感的电压和电流采集电路、网侧的交流电压采集电路及直流母线电压采集电路，所述DSP数据处理模块连接控制模块，所述控制模块包括变桨距控制单元、偏航控制单元、并网控制单元。

作为本发明进一步的方案：所述PLC控制模块采用L35E型PLC，PLC控制模块设置有四种工作状态，所述PLC控制模块的四种工作状态包括运行状态、待机状态、停机状态和紧急停机状态，且PLC控制模块设定有依据风向风速的工作状态转换判断条件。

作为本发明进一步的方案：所述DSP数据处理模块采用TMS320F2812型芯片处理器，所述TMS320F2812型芯片处理器为32位定点数字讯号处理器，频率为150 MHz，采用哈佛总线结构，具有统一的存储模式，支持96个外部中断。

作为本发明进一步的方案：所述数据采集模块设置有转速传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器。

作为本发明进一步的方案：所述变桨距控制单元设置有角度传感器，用于检测与调节桨距角。