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风力发电机组安全防护监控技术研究

作　者: 吕贵龙
导　师: 张宇
学　校: 上海电力学院
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 风电机组消防安全 PLC PROFINET网络
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年风电在获得迅速发展的同时暴露出越来越严重的消防安全问题，频繁发生的火灾事故给风电建设蒙上一层阴影。本文依托上海市电力公司与中船重工第七二六研究所共同合作实施的科技项目，以上海市某一风电场4台G52-850型风力发电机组为示范对象，开展了基于SCADA技术的风电机组安全保护系统研发工作。经过实地调查和书面调研分析风力发电机组火灾特性，提出陆上风电机组消防安全保护系统设计指标和技术要求，工作中以安全防护和监控为重点研究方向，以此为基础开发设计新型消防保护系统。其中防护技术研究以可编程逻辑控制器（西门子ET200S系列PLC）为控制核心，在风力发电机舱内布置包括火焰、烟雾等探测器探测采集现场环境参数，经控制器分析判定输出判定结果；中央监控技术研究组态友好的人机交互界面，建立基于PROFINET的工业以太网组成风电场局域监控网络，同时研究实现消防监控系统与风电场现有综合管理系统通讯，在获得更综合消防保护的同时构成更完备的风电场综合管理系统。本文的工作即是围绕就地防护控制设计、中央监控设计以及实现就地防护控制与中央监控系统通讯功能而展开的。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1 概述  9-14
  1.1 课题研究的背景及意义  9-11
  1.2 本文研究的主要目的和方向  11-13
  1.3 本文内容安排  13-14
2 国内外研究现状及方案研究设计  14-23
  2.1 国内外研究现状  14-16
  2.2 安全防护系统技术指标和设计要求  16-17
  2.3 方案设计  17-22
    2.3.1 风力发电机组火灾特性及原因分析  17-19
    2.3.2 方案比较  19-20
    2.3.3 方案确定  20-22
  2.4 本章小结  22-23
3 就地防护控制技术设计  23-33
  3.1 火灾探测部分技术实现  23-27
    3.1.1 探测器选型分析  23-25
    3.1.2 各类探测器布置  25-26
    3.1.3 探测器参数配置  26-27
  3.2 报警控制部分技术实现  27-30
    3.2.1 上位监控系统  27-28
    3.2.2 下位机控制系统  28-29
    3.2.3 电源箱  29-30
  3.3 灭火部分技术实现  30-32
    3.3.1 气体灭火流程  30-31
    3.3.2 气体灭火药剂用量计算  31-32
  3.4 本章小结  32-33
4 下位机 PLC 系统设计  33-49
  4.1 STEP7 软件介绍  34-35
  4.2 SIM ATIC 管理器  35-36
  4.3 软件开发  36-47
    4.3.1 软件主要实现功能  36
    4.3.2 软件开发步骤  36-37
    4.3.3 硬件组态  37-40
    4.3.4 端口地址分配  40-41
    4.3.5 逻辑控制程序流程图  41-43
    4.3.6 功能程序编制  43-47
  4.4 本章小结  47-49
5 就地控制设备与中央监控系统通信设计  49-66
  5.1 通信设计概述  49-51
    5.1.1 工业以太网概念  49-50
    5.1.2 PROFINET 介绍  50-51
    5.1.3 组态软件选择  51
  5.2 信息传输方案设计  51-53
  5.3 风电机组状态信息获取和接口设计  53-61
    5.3.1 风电场介绍  53-54
    5.3.2 获取风电场管理系统内部数据信息  54-59
    5.3.3 接口设计  59-61
  5.4 组态设计  61-65
  5.5 本章小结  65-66
6 总结与展望  66-68
  6.1 总结  66-67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-71
附录  71-76
致谢  76-77
攻读学位期间取得的研究成果  77

风力发电机组安全防护监控技术研究

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