無(wú)線(xiàn)通信在風(fēng)電站監控中的應用

1 現狀及需求分析

　　隨著(zhù)傳統石化能源的逐漸枯竭和低碳經(jīng)濟的興起，人類(lèi)對風(fēng)能等可再生能源的利用越來(lái)越重視，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也逐步發(fā)展起來(lái)。

　　當前，風(fēng)電機組的分布比較分散，監控參數也比較多，而一般風(fēng)能資源豐富的地區都比較偏遠，而且基礎設施也不完善，這就給風(fēng)力機組的監控提出了新的課題。

　　為充分有效地利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，正確掌握系統運行狀態(tài)，快速診斷系統故障，提高風(fēng)電站運行的可靠性、安全性與經(jīng)濟效益，本文介紹一種基于GPRS通信技術(shù)的風(fēng)電遠程監控系統。GPRS通信技術(shù)同時(shí)具有組網(wǎng)方便、建設和維護成本低、通信可靠迅速等優(yōu)點(diǎn)，是本監控系統的理想通信方案。

　　2 系統組成

　　風(fēng)電遠程監控系統結構如圖1所示，主要由現場(chǎng)監控、數據傳輸、監控中心三個(gè)部分組成?，F場(chǎng)監控部分安裝在每臺風(fēng)力發(fā)電機塔筒的控制柜內，每臺風(fēng)力發(fā)電機的現場(chǎng)監控能夠對該風(fēng)力發(fā)電機的運行狀態(tài)進(jìn)行監控，并對采樣的數據進(jìn)行初步的處理；數據傳輸部分將現場(chǎng)采樣的數據發(fā)送到遠程監控中心服務(wù)器；監控中心部分是根據實(shí)際需要分布在不同地點(diǎn)的遠程監控服務(wù)器，該中心目前一般通過(guò)光纖或ADSL撥號等通信方式接入互聯(lián)網(wǎng)。

　　2.1 現場(chǎng)監控部分

　　現場(chǎng)監控部分由EPC工控主板和風(fēng)電站監控模塊組成，風(fēng)電站監控模塊由主控系統、變槳控制系統、變頻器系統三大部分組成。

　　EPC系列工控主板是廣州致遠電子有限公司開(kāi)發(fā)的基于A(yíng)RM處理器的工控機主板，預裝正版Microsoft Windows CE 5.0、Monta Vista Realtime Linux或VxWorks操作系統。如圖2所示，EPC系列工控主板板載2路CAN總線(xiàn)控制器、1路10/100 M自適應以太網(wǎng)適配器、3路RS-232串口，2路RS-485接口，支持TFT/STN液晶屏顯示，并具有VGA顯示器接口及LVDS液晶接口。EPC系列工控機主板可在-40 ℃~+85 ℃寬溫度范圍內穩定工作，滿(mǎn)足工業(yè)級產(chǎn)品的各種應用需求。

　　借助于EPC系列工控主板的強大功能，風(fēng)電站監控模塊實(shí)現了對機組各參數的采集與控制：電網(wǎng)參數、氣象參數、機組狀態(tài)參數、變槳控制、發(fā)電機運行控制和管理等。

　　2.2 數據傳輸部分

　　根據目前的實(shí)際情況，數據傳輸部分選擇無(wú)線(xiàn)GPRS方式。

　　通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù)GPRS（General Packet Radio Service）是一種基于GSM系統的無(wú)線(xiàn)分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接。簡(jiǎn)單地說(shuō)，GPRS是一項高速數據處理的技術(shù)，其方法是以“分組”的形式傳送數據。GPRS是在GSM基礎上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，是介于第二代數字通信和第三代分組型移動(dòng)業(yè)務(wù)之間的一種技術(shù)，所以通常稱(chēng)為2.5G。使用GPRS方式傳輸時(shí)，數據先通過(guò)移動(dòng)公司的GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送到移動(dòng)公司的路由器，然后路由到與互聯(lián)網(wǎng)相連的監控中心服務(wù)器上。

　　GPRS具有傳輸速度快(其理論傳輸速率為171.2 kb/s)、永遠在線(xiàn)、按流量計費等優(yōu)點(diǎn)。對于高速數據應用，還易于升級到基于3G的數據傳輸方式，是一種理想的數據傳輸方式。

　　本監控系統中采用的GPRS通信模塊是廣州致遠電子有限公司出品的ZWG-21A 無(wú)線(xiàn)數據傳輸設備，其外觀(guān)如圖3所示。