风力发电机试验电源监控系统设计与实现

王萍萍，章国宝

（东南大学 自动化学院，江苏 南京 210096）

风能作为一种绿色能源受到世界各国高度重视，风力发电系统成为研究热点[1]。风力发电机出厂前需要进行严格的电机试验。

无锡航天万源新大力电机有限公司为对直驱式 （电励磁、永磁）同步风力发电机进行试验，设计了一款试验电源。该试验电源是一个以电力电子为核心的系统，它包括高压开关柜、输入变压器、变流器、滤波器、开关柜、纯水冷却器、励磁电源及被试电机等装置。因为系统复杂，任何一个小故障都有可能引起整个系统的崩溃，影响电机变频试验电源的正常运行，甚至造成人身和财产损失，因此要设计一个监控系统，对众多设备进行自动控制、状态监测、故障诊断，远程完成各项试验。

本文以该系统为例，介绍试验电源监控系统的设计与实现。

1 监控系统结构

图1 试验电源原理图Fig.1 Schematic diagram of test power

试验电源原理图如图1所示，监控系统结构如图2所示，监控系统由工业控制计算机、可编程逻辑控制器及现场仪表和控制设备等构成。可编程逻辑控制器选择西门子S7-300系列PLC。工控机使用WinCC组态软件设计人机界面。为实现工控机与变频器控制器DSP的CAN通信，工控机配备研华PCL-841 CAN通信卡。

4个DSP通过IO口和传感器采集试验系统以及被试电机的运行信息，完成对被试系统以及试验设备的控制；PLC通过IO口采集试验系统的状态信息，包括开关状态、柜门状态、过温状态、过压状态等，以及控制指示灯、报警装置的工作。DSP和主控工控机通过CAN总线通信；……