[发明专利]基于多网络互联监控的分布式风电智能功率变换器

摘要

本发明公开了基于多网络互联监控的分布式风电智能功率变换器，主要由分布式功率变换器、分布式传感器、MEPT控制器、数据隔离采集板、智能控制网关、云端服务器、远程监控终端等组成。本发明所述及的分布式风电智能功率变换器采用了多网络、多平台、多学科交叉式知识融合型技术，具有高效率，模块化，安全可靠，便于安装维护，性价比高等优点，有效地提高了分布式风力发电的安全可靠性以及减轻了工程师和维修人员的工作量。

主权项

1.基于多网络互联监控的分布式风电智能功率变换器，包括分布式功率变换器、分布式传感器、MEPT控制器、数据隔离采集板、智能控制网关、云端服务器、远程监控终端，其特征是：所述分布式传感器分散安装至功率变换器周围，分布式传感器的信号输出端分别与智能控制网关和MEPT控制器的传感器数据采集输入接口相连；分布式功率变换器中的电气引出接口连接至数据隔离采集板中的变换器电气采集输入接口；数据隔离采集板中的信号隔离输出接口与MEPT控制器中的变换器信号采集输入接口相连，MEPT控制器中的变换器输出控制接口连接至分布式功率变换器中的控制驱动信号输入接口；智能控制网关的SPI通讯接口与MEPT控制器的SPI接口相连，智能控制网关的输出控制接口连接至分布式功率变换器中的控制驱动信号输入接口；智能控制网关经无线WiFi网络方式或GPRS移动网络方式并通过TCP/IP协议远程连接至云端服务器；远程监控终端通过互联网登录云端服务器获取分布式功率变换器实时状态信息以及进行相应控制；分布式风电功率变换器主要由电能输入端子、电能输出接口、三相整流滤波电路、功率变换主电路、隔离驱动电路、输出滤波电路、辅助工作电源电路、若干继电器控制开关电路、金属散热器、散热风扇控制电路、电气引出接口、控制驱动信号输入接口等组成；分布式传感器包括电能传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、风速传感器，各传感器的信号输出端分别连接至智能控制网关的传感器数据采集输入接口；数据隔离采集板包括若干直流电压采集模块、若干直流电流采集模块和风电功率变换器工作状态采集模块，变换器电气采集输入接口、信号隔离输出接口，变换器电气采集输入接口连接至各采集模块的输入端，各采集模块的输出端连接至信号隔离输出接口；MEPT控制器实时控制驱动功率变换器，并实现最大电功率跟踪，且MEPT控制器通过SPI通信协议与智能控制网关交换功率变换器实时工作状态，MEPT控制软件运行在MEPT控制器的主控单元STM32单片机中；智能控制网关包括STM32单片机、无线WIFI模块、GPRS联网模块、传感器数据采集输入接口、输出控制接口、SPI通讯接口，STM32的串口1连接至WiFi模块的串口端，STM32的串口2连接至GPRS联网模块的串口端，STM32的SPI_1数据管脚连接至SPI通讯接口，STM32的输出控制管脚连接至输出控制接口，传感器数据采集输入接口连接至STM32的数据输入管脚，功率变换器远程综合控制软件运行于STM32平台上；云端服务器包括功率变换器WEB服务器、功率变换器数据服务器和MySQL数据库，功率变换器数据服务器完成智能控制网关所提交数据的接收、存储和智能化分析处理，功率变换器相关数据存储在MySQL数据库中，同时功率变换器数据服务器完成与PC监控终端和手机APP监控终端的数据通信，功率变换器WEB服务器共享MySQL数据库中的功率变换器数据并通过HTTP协议将结果呈现给用户网页浏览器端；远程监控终端包括功率变换器WEB网页监控终端、功率变换器PC上位机监控终端、功率变换器手机APP监控终端，三种监控终端完成数据的可视化呈现，并为用户提供便捷式分析、控制功能，云端服务器总体功能软件基于Python开发，PC上位机监测终端基于LabVIEW平台开发，手机APP监测终端基于E4A平台开发，其运行环境是Android系统。