[发明专利]风力发电机组数据采集系统、方法和装置

说明书

提供了一种风力发电机组数据采集系统、方法和装置。所述数据采集系统包括数据接口和处理器，其中，所述数据接口与风力发电机组控制器连接；所述处理器用于在每个采样间隔期间对多个采集线程中的每个采集线程分配从风力发电机组获取的机组变量，基于采样间隔来对每个采集线程上分配的机组变量进行数据采集，基于在每个采样间隔的期望结束时间在所述多个采集线程上的采集状态，调整每个采样间隔的结束时间，并将该时间确定为下一采样间隔的起始时间，并且在每个采样间隔结束时，存储该采样间隔期间在每个采集线程上所采集的机组变量的数据。

技术领域

本申请总体涉及风电场通信技术领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组数据采集系统、方法和装置。

背景技术

在现有技术中，通常采用监控与数据采集(SCADA，Supervisory ControlAnd DataAcquisition)系统来监测风电场中各台风力发电机组的工作状态。图1示出常见风力发电机组的结构示意图。如图1所示，风力发电机组100可包括塔架2、安装在塔架2上的机舱6、由可旋转地安装至机舱6的三只叶片8组成的叶轮以及转子4。叶轮可从风中获取动能从而推动叶轮转动。叶轮经主轴耦合至发电机(未示出)的转子4，驱动转子4转动使得发电机产生电力。风力发电机组100通常包括主控制器10，所述主控制器10可实现针对风力发电机组100的自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故障自动停机、自动电缆解绕及自动记录与监控等重要控制、保护功能，并能够提供风力发电机组的各种实时控制数据以及状态数据。

在风电场中各机组位置分散，为了合理利用风资源，各台风力发电机组之间必须保持一定距离，以减少相互影响和干扰。现有的风电SCADA系统主要由以下两部分组成：

1)就地监控部分：布置在每台风力发电机塔架的控制柜内。每台风力发电机的就地控制能够对该台风力发电机的运行状态进行监控，并对其产生的数据进行采集。

2)中央监控部分：一般布置在风电场控制室内。工作人员能够根据画面的切换随时控制和了解风电场某一型号的风力发电机组的运行和操作状况。

就地监控部分与中央监控部分之间的数据传输主要是指下位机控制系统能将下位机的数据、状态和故障情况通过专用的数据传输装置和接口电路与中央监控室的上位计算机进行通信，同时上位机能传达对下位机的控制指令，由下位机的控制系统基于该控制指令执行相应动作，从而实现远程监控功能。

通常来说，由于大型风电场中分布的风力发电机的数目多，数据信息流大，远距离数据传输的时间延时高达7秒。这对于风机的实时控制而言是难以接受的。

因此，需要一种能够对风力发电机组的各种实时控制数据和状态数据等(诸如，实时的风速、风向、桨距角、方位角、发电量、风机转速、风机功率等信息)进行快速采集和存储，同时还能够保证所采集的数据的采样正确性和时间确定性的数据采集方案。

另一方面，目前的风力发电机组的通信基本框架主要分为四层，如图2所示，从最低层到最高层分别为：逻辑终端(图2的210指示)、感知及边缘运算(图2的220指示)、场级数据综合管理(图2的230指示)、以及场群级海量数据诊断运维(图2的240指示)。逻辑终端层是以可编程逻辑控制器(PLC)为核心的主控系统，场级数据综合管理层包括主控中心的各种监控和管理系统，而场群级海量数据诊断运维层主要在各个地区相应的建立统一控制中心。

然而，目前对感知及边缘运算层的研究工作还明显不足，需要一种综合的边缘计算产品来弥补逻辑控制终端运算能力不足以及场级数据采集粒度不够、控制管理过粗等问题。

发明内容

为了至少解决现有技术中的上述问题，本申请提供了一种风力发电机组数据采集系统、方法和装置。