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測試測量

NI平臺在狀態(tài)監(jiān)測中的“十八般武藝”

2025China.cn   2017年07月31日

  光伏電站發(fā)電狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)

  By 北京銳科環(huán)宇科技有限公司

  1.狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)緣何在光伏發(fā)電站中如此重要?

  光伏發(fā)電站通常建造在日照充足的高原地區(qū),最低氣壓僅為0.5標準大氣壓,且溫差較大(現(xiàn)場溫度-30度至60度),對測試設(shè)備的耐高海拔、低氣壓、寬溫等性能提出了較高要求。

 

  此外,大型光伏發(fā)電站由多個光伏型發(fā)電組件(光伏板)和匯流箱組成,匯流箱把相鄰幾個發(fā)電組件的直流電流匯總后輸入逆變器,匯流箱之間距離較遠,為30m至數(shù)百米,因此需為每個匯流箱配備一臺測試設(shè)備,多臺設(shè)備組成局域網(wǎng),構(gòu)建分布式測試系統(tǒng),由中央監(jiān)控室的PC上位機統(tǒng)一讀取數(shù)據(jù)和發(fā)布指令。綜合描述,光伏發(fā)電站現(xiàn)場測試設(shè)備需要具備以下特點:

  ● 適應(yīng)高海拔、低氣壓、大溫差、電磁輻射大的工作環(huán)境;

  ● 具備長時間7/24不間斷工作無故障性能;

  ● 可基于網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng),構(gòu)建分布式測試系統(tǒng),并且可根據(jù)需求靈活增減測試站點;

  ● 網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定,具備斷網(wǎng)重連,數(shù)據(jù)緩存重發(fā)機制,確保數(shù)據(jù)的完整性;

  平臺在其中如何施展“十八般武藝”?

  根據(jù)以上需求,北京銳科環(huán)宇科技有限公司最終選擇了NI的CompactRIO(cRIO)平臺,實現(xiàn)了長時間數(shù)據(jù)采集、TCP發(fā)送、在線存儲、斷網(wǎng)重連重傳等功能。室外匯流箱各配置一套以cRIO為采集核心的監(jiān)測設(shè)備,氣象參數(shù)采集室以及控制柜電流電壓采集各配置一套cRIO,所有的cRIO采集設(shè)備基于交換機組成局域網(wǎng),傳輸物理介質(zhì)采用超五類線和光纖連接。

 

  3.深入剖析

  ● 每套cRIO采集設(shè)備中安裝了電流電壓傳感器和變送器,把電流電壓或氣象信號均變換為電壓信號,輸入電壓采集卡NI 9205中,cRIO把32路電壓信號通過TCP方式傳輸至中央監(jiān)控室的PC中顯示和存儲。22套cRIO信號采樣率均為1S/s,監(jiān)控PC基于絕對采集時鐘同步,寫入后臺SQL數(shù)據(jù)庫中。

  ● 系統(tǒng)軟件設(shè)計包括cRIO采集軟件、PC人機界面和后臺SQL數(shù)據(jù)庫。銳科環(huán)宇嵌入式軟件架構(gòu)定義了一個標準化的軟件框架,以動態(tài)調(diào)用的方式并行實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和分析、數(shù)據(jù)上傳和命令響應(yīng)、數(shù)據(jù)流盤、調(diào)試接口等諸多功能,適用于所有的cRIO平臺。同時嵌入式軟件架構(gòu)定義了TCP數(shù)據(jù)包格式和指令格式,上位機只需按照預(yù)定義的數(shù)據(jù)格式解析和封裝即可實現(xiàn)與cRIO的數(shù)據(jù)交互。

 

  “基于cRIO的分布式光伏發(fā)電站測試設(shè)備,可實時監(jiān)測各個組件的工作狀態(tài),進行故障報警,便于光伏電站的維護;同時,通過對長期電站參數(shù)的分析和建模,可為光伏電站的選址、設(shè)計和評估提供強有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和數(shù)學模型?!狟y 北京銳科環(huán)宇科技有限公司 覃劍歡”

  牽電接口裝置供電狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)

  By 北京銳科環(huán)宇科技有限公司

  1.供電狀態(tài)實時監(jiān)測緣何在軌道交通中如此重要?

  牽引變電所把區(qū)域電力系統(tǒng)送來的電能,根據(jù)電力牽引對電流和電壓的不同要求,轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于電力牽引的電能,然后分別送到沿鐵路線上空架設(shè)的接觸網(wǎng),為電力機車供電。

 

  牽電接口裝置供電狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控對象是鐵路沿線的牽引變電所內(nèi)的供電開關(guān),牽引供電系統(tǒng)能夠為鐵路列車提供穩(wěn)定、安全的牽引電流。

  平臺在其中如何施展“十八般武藝”?

  為了滿足鐵路沿線各個變電所數(shù)據(jù)監(jiān)測的需求,北京銳科環(huán)宇科技有限公司采用NI CompactRIO平臺提供的豐富的數(shù)據(jù)采集模塊進行牽電接口裝置監(jiān)測。系統(tǒng)使用NI 9215模擬輸入模塊,每個通道最快支持100 kS/s/的采樣率,對于面板的報警復位按鈕與外部通斷信號的的響應(yīng)選擇NI 9435數(shù)字輸入模塊。

 

  3.深入剖析

  在采集的同時,程序能夠通過NI 9425數(shù)字輸入模塊監(jiān)測的兩路牽引變電所兩路繼電器的狀態(tài)變化,當任意通道閉合或斷開時系統(tǒng)就會有預(yù)警信息,我們使用NI 9474的DO通道控制聲光報警器來實現(xiàn)。由于每個數(shù)據(jù)采集終端需要對所采集的模擬信號進行精確的同步,使用NI 9467 C系列GPS同步模塊為系統(tǒng)提供精確的時間同步,在每個變電所的安裝一個GPS接收器實現(xiàn)全局波形采集數(shù)據(jù)同步。

 

  整個數(shù)據(jù)采集終端的軟件由數(shù)據(jù)采集和通信兩大部分組成。數(shù)據(jù)采集又分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)采集引擎、數(shù)據(jù)存儲引擎。通信部分則由數(shù)據(jù)接口、控制接口和狀態(tài)接口組成,這些不同的引擎和接口都是獨立運行的VI,通過上層的動態(tài)調(diào)用,這樣可以利用LabVIEW多線程的特性,避免各個模塊的阻塞干擾。此外,運行在FPGA上的程序還會把處理過程中的中間結(jié)果和最終數(shù)據(jù)通過DMA的方式發(fā)送到實時控制器上。

 

  “基于NI CompactRIO為核心的牽電接口裝置系統(tǒng),具有高速的數(shù)據(jù)采集處理的能力,保證了監(jiān)控系統(tǒng)的實時性,對于觸發(fā)事件實時判斷。其次,控制器運行的Linux Real-Time,控制器的整個處理過程都在NI CompactRIO 9034上實現(xiàn),并且NI CompactRIO 9034上具有16GB非易失性存儲,具有足夠的存儲數(shù)據(jù)的空間?!狟y 北京銳科環(huán)宇科技有限公司 覃劍歡”

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