风电场scada系统新型rtu的设计与实现

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1、学校代码10530学号201230111757分类号TP23密级硕士学位论文风电场SCADA系统新型RTU的设计与实现学位申请人刘道指导教师龙辛高级工程师学院名称信息工程学院学科专业电气工程研究方向新能源发电系统与技术学位类别专业型学位二○一五年六月五日湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的內容外，本论文不包含任何其他个人或■集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明

2、的法律后果由本人承担。作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借闽。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文涉密论文按学校规定处理。作者签名；？Ｉ＾＇导师签名：曰期：：ｒ年《月ｒ曰——１DesignandRealizationofANovelRTUinWindFarms’SCADAsys

3、temCandidateLiuDaoSupervisorLongXin(SeniorEngineer)CollegeCollegeofInformationEngineeringProgramElectricalEngineeringSpecializationNewenergypowergenerationsystemandtechniqueTypeofDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversitythDateJune,5,2015摘要我国风电产业近年来发展迅猛，装机总容量已远超美国

4、，成为世界的第一风电大国。但我国风力发电场大部分建在偏远地方，占地面积广、运行环境恶劣、技术要求比较高，数据采集与监控比较困难。要使每个风电场安全可靠稳定地运行，就必须有一套完整的数据采集与监控系统对风力发电机参数进行全程跟踪与分析。RTU(RemoteTerminalUnit，远程终端单元)作为数据采集与监控系统中一个非常重要的组成部分，主要完成风机实时数据的采集与存储，并接收监测与控制中心的数据传输指令和管理配置指令，完成数据传输和控制任务。现有RTU产品存在数据处理能力不强、存储空间有限、时间不同步、性能不稳定等问题，严重影响了风电场数据

5、采集与远程监控的同步性和可靠性。为解决现有RTU产品存在的问题，本文通过对现在广泛使用的RTU进行分析，设计了一种新型的RTU。本文从风电场对RTU的需求进行分析，结合产品设计原则，采用“由上及下”的层次设计分析方法对新型RTU进行了总体功能分析和软、硬件模块设计。存储模块采用了64GB的可插拔CF卡，当连接数据库的光纤发生故障时，风机数据可以大容量的存储在本地的RTU中；新增GPS芯片对RTU进行高精度授时，为系统提供同步采样时钟；基于NTP协议实现RTU时间同步系统互为备用；为应对RTU所处的恶劣环境，本文还重点设计了抗雷击浪涌电路。在对R

6、TU进行的测试中，首先详细介绍了电磁兼容实验中的静电放电试验和浪涌抗扰度试验，接着用PC机模拟客户机对RTU进行GPS授时试验，然后利用时间综合测量仪TimeAcc测试了RTU时间同步监测系统的功能及精度，最后用模拟器中的风场实际数据对10台RTU样机进行了长时间的功能性和稳定性测试。测试结果表明，本文设计的RTU能有效弥补现有RTU的不足之处，各项指标都能达到设计规范要求。关键词：RTU；GPS授时；NTP时间同步协议；电磁兼容IAbstractChina'swindpowerindustryisdevelopingrapidlyinrece

7、ntyears,andthetotalinstalledcapacityhasfarexceededtheUS’,becomingthenumberonecountryinwindpowerindustry.Butmostofthewindfarmsarelocatedinremoteareaswhereharshenvironmentmakesitdifficultindataacquisitionandsurpervisorycontrol.Toensurethesafetyandstabilityofeachwindfarm,aperfe

8、ctSCADAsystemisnessisarytotrackandanalysethewindturbine’sparameters.TheRemo