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风力发电机组信息建模及工程配置的研究

作　者: 钟珩
导　师: 段斌
学　校: 湘潭大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: IEC61400-25 风力发电机组 风电场配置描述语言(WPPCL) 配置工具 统一配置
分类号: TM315
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


风力发电机组通常建立在较偏远的地区,风电场的拓扑结构、风电设备的通信连接、参数设置等需要工作人员到现场对风电机组逐台进行配置,工作量大,维护困难。随着风电场规模的扩大,大型风电场中会引进多个不同风电制造商提供的风电设备。目前风电场中大多数的监视和控制系统是制造商专用的,并由这些系统提供协议和数据,如何通信完全取决于制造商。当工程配置过程中涉及到两个以上风电机供应商时,系统不兼容、通信协议不一致等问题给工程配置带来了更多的困难。工程师需要在协议的转换和数据的维护方面耗费大量的时间和资源。本文针对风电场这样一个典型的异构信息环境下的信息统一配置管理技术展开研究。借鉴SCL(变电站配置描述语言)在变电站工程配置中的成功经验,综合风电场本身的特殊性,通过对IEC61400-25风电场监控通信模型、XML(可扩展描述语言)、数据库等技术的研究,提出了通过定义WPPCL(风电场配置描述语言),解析风电机内部功能模块和外部通信连接,建立风电机组统一配置模型,完善风电机组标准化配置文件描述和设计风电场配置工具等一系列方法最终实现风电机组统一工程配置。本文的具体工作表现在:分析了基于IEC61400-25的风电场信息模型和信息交互模型的建模机制以及SCL语言的特点,定义了符合风电场配置需求的WPPCL;并通过对湘潭风能XE72风电机组内部功能解析和外部互联解析,构建了风电机组配置模型。针对配置模型和配置信息的特点,通过封装私有片段和XML扩展SCL的方法实现统一且相对完整的配置文件描述。设计了一个基于IEC61400-25的风力发电机组配置工具,配置工具将用户配置界面功能、XML文件解析功能、元素定位功能、树形控件与WPPCL文档互导功能、WPPCL文档生成功能和设备数据存储功能集于一体,运用于风电场的统一配置管理,并通过标准化配置文件传输的方法,实现风电场的统一配置。本文的工作对有效的解决风电场异构风电机组的统一配置问题,提出了一系列的技术方案,对最终实现风电场的统一配置管理具有一定的积极意义。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 引言  9-15
  1.1 选题背景  9-12
    1.1.1 绿色能源的发展  9
    1.1.2 风能发展的优势  9-11
    1.1.3 问题的提出  11-12
  1.2 选题意义  12-13
    1.2.1 国家利益需求  12
    1.2.2 风电机组制造商需求  12-13
    1.2.3 国内外研究现状  13
  1.3 本文的研究内容  13-15
第2章 IEC61400-25 及配置语言分析  15-21
  2.1 IEC61400-25 简介  15-17
  2.2 配置语言分析  17-20
    2.2.1 XML 的优越性  17-18
    2.2.2 XML 主要技术规范  18-20
  2.3 开发平台分析  20-21
第3章 风电机组配置建模及配置文件描述方法  21-36
  3.1 基于IEC61400-25 的信息建模方法  21-26
    3.1.1 风电机组信息分类方法  22
    3.1.2 风电机组信息建模  22-25
    3.1.3 风电机组信息模型实例  25
    3.1.4 信息交互模型  25-26
  3.2 XE72 风电机的配置建模  26-32
    3.2.1 风电机内部功能解析  27-29
    3.2.2 风电机外部互连解析  29-30
    3.2.3 风电配置语言WPPCL  30-31
    3.2.4 配置模型建立  31-32
  3.3 风电机组配置文件描述方法  32-34
    3.3.1 封装私有片段  32-33
    3.3.2 使用XML 扩展WPPCL  33-34
  3.4 配置文件实例  34-36
第4章 基于IEC61400-25 的风电场配置工具的设计  36-48
  4.1 WPPCL 配置工具的总体设计  36-37
  4.2 用户配置界面模块  37-38
  4.3 XML 文件解析模块  38-41
    4.3.1 DOM4J  39-40
    4.3.2 XML 解析器  40-41
  4.4 元素定位模块  41-42
  4.5 树型控件与WPPCL 文档互导模块  42-43
  4.6 WPPCL 文件生成模块  43-44
  4.7 设备数据存储模块  44-48
    4.7.1 XML 和数据库的映射  44
    4.7.2 建立映射机制  44-48
第5章 风电机组工程配置的实现  48-63
  5.1 配置文件传输方法  48-49
  5.2 设备添加工作实例  49-53
    5.2.1 添加IED  49-50
    5.2.2 添加服务器  50-51
    5.2.3 添加逻辑设备  51
    5.2.4 添加逻辑节点  51-52
    5.2.5 添加/编辑Dataset  52-53
  5.3 生成配置文件工作实例  53-56
  5.4 设备数据存储工作实例  56-63
    5.4.1 基于IEC61400-25 标准的数据库实例  56-57
    5.4.2 数据装载  57-61
    5.4.3 通用数据库访问接口  61-63
第6章 总结和展望  63-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
附录  69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组（总论） > 风力发电机
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