本發明涉及一種風力發電變流器的監控系統及方法，特別涉及一種對變流器內部信息的監控系統及方法。屬于風力發電技術領域。
背景技術：
風電變流器可以優化風力發電系統的運行，實現寬風速范圍內的變速恒頻發電，改善風機效率和傳輸鏈的工作狀況，減少發電機損耗，提高運行效率，提升風能利用率。隨著風力發電技術的飛速發展，風電變流器的功能復雜性日益提高，電網、電機適應性及性能方面的要求也日益提高。由于客戶的需求差異很大，大量新功能需要實現，如何快速、準確、清晰、全面的監控新功能實現過程中的變化對研究者具有指導意義。
在變流器的出廠或者實驗中，根據不同測試目的需要觀察不同參數，例如電網電壓，定子電流等模擬量，斷路器，接觸器，外部干節點等數字量，或者運行過程中的轉子電流D軸，轉子電流Q軸分量等中間變量。一般的監控系統只要求能夠顯示數據，所以下位機只要設定固定格式往上位機傳數據即可。但是這樣勢必會有某些缺陷。比如要求采集模擬量，則要求較高的采樣頻率去采集并且存儲，之后傳到上位機顯示成波形；某些控制量考慮實時性不需要特別細節信息，要求快速的傳到上位機顯示成波形；而另外的一些普通變量只要求在界面上一般性的顯示即可。另外，在變流器的監控中，被監控的變量往往是不固定的，所以需要保存任意變量的話，現有的一些風電變流器監控系統不具備相應的功能。還有些監控系統對數據的處理僅限于數據顯示和儲存，不能通過監控系統直接對數據進行進一步的分析。
目前已有一種風電變流器監控系統(ZL：201210359189.4)，一所述風電變流器監控系統由前端傳感器模塊、信號調理模塊、虛擬儀器數據采集模塊以及PC端的系統軟件模塊構成，該發明創造是通過前端傳感器模塊信號調理模塊、虛擬儀器數據采集模塊以及PC端的系統軟件模塊進行采集數據，并對這些 數據進行顯示，保存，提供數據分析功能。選擇任意變量到示波器或者數據記錄儀可以分別滿足數據的實時性和精度性觀察要求。另外，軟件示波器的曲線功能更加直觀的顯示了曲線的變化過程。該監控系統在適宜的條件下取得一定的效果，但不能滿足數據的實時性和精度性觀察要求，也不能直觀的顯示曲線的變化過程。
綜上所述，盡管現在已有一些風力發電變流器的監控系統，但大多監控系統依然存在上述問題。鑒于此，目前亟需發明一種新型風力發電變流器的監控系統及方法。
技術實現要素：
本發明提供一種風力發電變流器的監控系統及方法，通過對變流器實施監控，克服現有技術存在的一些缺陷。
本發明的技術方案是這樣實現的：
一種風力發電變流器的監控系統，其特征在于包括下位機、光纖通訊單元、上位機，其中：
下位機，收集風力發電變流器中的參數并儲存，并按上位機的需求信息將參數送出；
光纖通訊單元，將上位機的用戶需求信息按所用的通信協議的要求打包后發送給下位機，并將下位機收集到的參數信息按所用的通信協議的要求打包后發送給上位機；
上位機，將用戶需求信息交給光纖通訊單元以傳遞給下位機，并將光纖通訊單元傳送來的下位機搜集的參數信息處理后以圖像或數值的形式展示給用戶。
進一步地，所述上位機包括參數信息界面、示波器顯示界面、數據記錄儀界面，其中：
參數信息界面，參數信息界面供用戶選擇要在示波器或數據記錄儀中顯示的參數，同時參數信息界面還顯示對應參數的慢參數值，參數描述與參數ID；
示波器顯示界面，示波器顯示界面顯示已選擇用示波器觀看的參數的實時波形信息，同時示波器顯示界面可以根據用戶的需要調節其顯示參數；
數據記錄儀界面，示數據記錄儀界面顯示已選擇用數據記錄儀觀看的參數的精細波形信息，同時數據記錄儀界面可以根據用戶的需要調節其顯示參數。
所述示波器顯示界面和數據記錄儀顯示界面的顯示參數包括橫軸時間，縱軸數值，當前數的數值大小，坐標，曲線的顏色，數值的放大倍數。
所述下位機主要包括系統參數收集部分、參數儲存部分、參數調度部分，其中：
系統參數收集部分，收集各種系統的實時參數；
參數數據存儲部分，儲存收集到的系統參數；
參數數據調度部分，將搜集到的參數送入參數數據存儲部分儲存并將上位機所需的參數從參數數據存儲部分中取出交給光纖通訊單元，并由光纖通訊單元送往上位機。
所述用戶需求信息包括所需的參數ID和該參數的顯示方式。
所述參數的顯示方式包括慢參數顯示、示波器顯示、數據記錄儀顯示，其中：
慢參數顯示，在發送函數中，直接將相應地址指向的數賦值給不同的中間變量，然后按照協議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸；
示波器顯示，在發送函數中，直接將相應地址指向的數賦值給不同的中間變量，然后按照協議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸；
數據記錄儀顯示，采集要傳輸變量的信息存儲到數組中，完成采集后，再以相應的傳輸頻率傳到上位機。
一種風力發電變流器的監控方法，包括以下步驟：
步驟一：將參數列表中的變量添加到示波器界面或數據記錄儀界面中，收集所添加變量的ID，若是下發慢參數信息則獲取參數列表中的相關信息，然后打包成傳輸協議規定的固定格式，往下位機發送；
步驟二：當下位機接收到數據指令后，進行解碼和區分參數類型，采集完成后，以相應的傳輸頻率傳到上位機；
步驟三：上位機接收到數據指令后，區分數據類型，分別顯示在慢參數列表，示波器框和數據記錄儀框中，將示波器和數據記錄儀中的參數以曲線的形式顯示并且實時存儲。
步驟二中所述的參數類型包括示波器參數和數據記錄儀參數。
步驟二中所述參數類型是示波器參數時，在發送函數中，直接將相應地址指向的數賦值給不同的中間變量，然后按所用的通信協議的要求打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。
步驟二中所述參數類型是數據記錄儀參數時，根據傳輸變了個數要求開辟一塊內存，再以采樣頻率調用的函數給這塊內存賦值，然后按所用的通信協議的要求打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。
本發明具有以下的特點和有益效果：
本發明提供的風力發電變流器內部信息的監控方法覆蓋了變流器內部的全部監控范圍，除了內部控制需要的信息外，還監控了外圍開關閉合斷開狀態，環境溫度，濕度，水溫，水壓等信息，即變流器內部的所有變量都可以被上位機監控。另外，該監控方法還同時具備快速性跟蹤數據和細節性跟蹤數據功能，通過上位機除了顯示一般的數據功能外，選擇任意變量到示波器或者數據記錄儀可以分別滿足數據的實時性和精度性觀察要求，因為示波器的數據傳輸間隔時間為10ms，而且是連續的上傳；而數據記錄儀可以記錄一段時間內的數據，其數據采樣間隔為0.5ms。另外，軟件示波器的曲線功能更加直觀的顯示了曲線的變化過程。不僅有利于平時的實驗或者調試，而且在一定范圍內的現場，用軟件示波器可以代替真實示波器，方便使用。
本發明對于數據處理功能除了數據的顯示和儲存以外，還包括了對保存數據的分析和對數據的直觀呈現，從而拓展了監控的功能，使得用戶可以通過直接監控系統直接對監控所得的數據進行分析，從而了解風力發電變流器監控系統的狀態。
另外，變流器運行過程中存在各樣的故障，通過慢參數傳遞到上位機的故障，本發明會依據故障的索引對故障按照發生的先后順序進行重新排序，最后會把排列好的故障記錄存儲到excel中保存。從而可以方便的了解變流器內部的故障信息及故障發生的順序。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明一種風力發電變流器的監控系統中內部信息監控系統實現的流程圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
一種風力發電變流器的監控系統，包括下位機、光纖通訊單元、上位機，其中：下位機，收集風力發電變流器中的參數并儲存，并按上位機的需求信息將參數送出；光纖通訊單元，將上位機的用戶需求信息按所用的通信協議的要求打包后發送給下位機，并將下位機收集到的參數信息按所用的通信協議的要求打包后發送給上位機；上位機，將用戶需求信息交給光纖通訊單元以傳遞給下位機，并將光纖通訊單元傳送來的下位機搜集的參數信息處理后以圖像或數值的形式展示給用戶。
上位機包括參數信息界面、示波器顯示界面、數據記錄儀界面，其中：參數信息界面，參數信息界面供用戶選擇要在示波器或數據記錄儀中顯示的參數，同時參數信息界面還顯示對應參數的慢參數值，參數描述與參數ID；示波器顯示界面，示波器顯示界面顯示已選擇用示波器觀看的參數的實時波形信息，同 時示波器顯示界面可以根據用戶的需要調節其顯示參數；數據記錄儀界面，示數據記錄儀界面顯示已選擇用數據記錄儀觀看的參數的精細波形信息，同時數據記錄儀界面可以根據用戶的需要調節其顯示參數。
下位機主要包括系統參數收集部分、參數儲存部分、參數調度部分，其中：系統參數收集部分，收集各種系統的實時參數；參數數據存儲部分，儲存收集到的系統參數；參數數據調度部分，將搜集到的參數送入參數數據存儲部分儲存并將上位機所需的參數從參數數據存儲部分中取出交給光纖通訊單元，并由光纖通訊單元送往上位機。
首先將外部硬件連接完成，外部硬件包括下位機DSP板上電，光纖通信板連接到電腦USB口上，DSP板和光纖板之間的光纖線正確連接。
在參數列表中選擇觀察的變量分別添加到示波器或者數據記錄儀中，點擊的開始按鈕，上位機開始將相應的數據編碼打包成傳輸協議規定的固定格式，后往下位機發送指令。
當下位機接收到數據后，先區分是什么類型的數據：慢參數，示波器參數或者數據記錄儀參數。取出其中的ID號，再進一步分析得到該變量在下位機中地址。
若是慢參數或者示波器參數，在發送函數中，直接將相應地址指向的數賦值給不同的中間變量，然后按照協議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。若是數據記錄儀參數，從這時開始采集要傳輸變量的信息，后存儲到數組中。等完成采集后，再以相應的傳輸頻率傳到上位機。
上位機接收到數據后，同樣區分是什么類型數據，分別顯示在參數列表，示波器和數據記錄儀中。并將示波器和數據記錄儀中的參數以曲線的形式顯示并且實時存儲。
示波器顯示界面和數據記錄儀顯示界面的顯示參數包括橫軸時間，縱軸數值，當前數的數值大小，坐標，曲線的顏色，數值的放大倍數。
用戶需求信息包括所需的參數ID和該參數的顯示方式。
參數的顯示方式包括慢參數顯示、示波器顯示、數據記錄儀顯示，其中：慢參數顯示，在發送函數中，直接將相應地址指向的數賦值給不同的中間變量，然后按照協議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸；示波器顯示，在發送函數中，直接將相應地址指向的數賦值給不同的中間變量，然后按照協議打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸；數據記錄儀顯示，采集要傳輸變量的信息存儲到數組中，完成采集后，再以相應的傳輸頻率傳到上位機。
一種風力發電變流器的監控方法包括以下步驟：
步驟一：將參數列表中的變量添加到示波器界面或數據記錄儀界面中，收集所添加變量的ID，若是下發慢參數信息則獲取參數列表中的相關信息，然后打包成傳輸協議規定的固定格式，往下位機發送；
步驟二：當下位機接收到數據指令后，進行解碼和區分參數類型，采集完成后，以相應的傳輸頻率傳到上位機；
步驟三：上位機接收到數據指令后，區分數據類型，分別顯示在慢參數列表，示波器框和數據記錄儀框中，將示波器和數據記錄儀中的參數以曲線的形式顯示并且實時存儲。
步驟二中所述的參數類型包括示波器參數和數據記錄儀參數。
步驟二中所述參數類型是示波器參數時，在發送函數中，直接將相應地址指向的數賦值給不同的中間變量，然后按所用的通信協議的要求打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。
步驟二中所述參數類型是數據記錄儀參數時，根據傳輸變了個數要求開辟一塊內存，再以采樣頻率調用的函數給這塊內存賦值，然后按所用的通信協議的要求打包成固定格式以不同傳輸頻率往上位機傳輸。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。