一种基于光纤通信的变流器整机设备及风力发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种基于光纤通信的变流器整机设备及风力发电系统。
【背景技术】
[0002]在现有的风力发电系统中，风力发电机产生的交流电由于不稳定，无法直接输入电网，需要在变流器的作用下，将不稳定的交流电转换成适合输入电网的电能。直驱型风力发电机是一种较为常见的风力发电机，这种风力发电机输出功率大，其内部构造可分为单绕组和多绕组，其中，多绕组一般以双绕组居多。由于单台直驱型风力发电机的双绕组运行时的输出功率可达2.5至3MW，相应地需要配置2.5至3MW的变流器与之配合运行。目前，单台2.5至3MW的变流器体积庞大，无法放入风机塔筒内，故需要通过采用两台I至1.5MW变流器并联接入发电机两个绕组的方式来满足整机发电的要求。
[0003]两台变流器共同驱动一台风力发电机时，需要满足运行时序要求，还需要有较好的均流度，另外还要求对过流、过压进行快速响应并保持较好的一致性，否则可能造成风机飞车、频繁停机等故障。现有常见的办法是利用CAN总线、RS485接口等将两台变流器连接起来，以使得两台变流器中的控制器之间实现数据交换，以达到协调控制的目的。
[0004]然而，由于两台变流器在运行时系统的电磁噪音非常大，采用CAN总线或RS485接口进行数据通讯时，通讯过程容易受到电磁干扰，导致数据容易丢失、通讯速度变慢，不利于系统的稳定。
[0005]综上所述可以看出，当变流器之间在进行数据通讯时，如何提高对外界电磁噪音的抗干扰能力，以提高通讯速度和通讯稳定性是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于光纤通信的变流器整机设备及风力发电系统，实现了当变流器之间在进行数据通讯时，提高对外界电磁噪音的抗干扰能力的目的，从而提高了通讯速度和通讯稳定性。其具体方案如下:
[0007]一种基于光纤通信的变流器整机设备，应用于风力发电系统，包括第一变流器整机、第二变流器整机、第一光纤线组和第二光纤线组；所述第一光纤线组和所述第二光纤线组均包括至少一条光纤线；
[0008]所述第一变流器整机，用于通过所述第一光纤线组，将自身产生的同步脉冲信号以及与自身工作状态相关的状态数据信息发送到所述第二变流器整机；
[0009]所述第二变流器整机，用于通过所述第二光纤线组，将自身产生的同步脉冲信号以及与自身工作状态相关的状态数据信息发送到所述第一变流器整机。
[0010]优选的，所述第一变流器整机包括第一控制模块和第一受控模块；所述第二变流器整机包括第二控制模块和第二受控模块；
[0011]所述第一控制模块，用于当所述第一变流器整机与所述第二变流器整机之间完成了同步脉冲信号和状态数据信息的传输后，相应地产生第一控制指令，利用所述第一控制指令对所述第一受控模块进行相应的控制处理；
[0012]所述第二控制模块，用于当所述第一变流器整机与所述第二变流器整机之间完成了同步脉冲信号和状态数据信息的传输后，相应地产生第二控制指令，利用所述第二控制指令对所述第二受控模块进行相应的控制处理。
[0013]优选的，所述第一受控模块和所述第二受控模块均包括整流单元、逆变单元、Chopper保护单元和Crowbar保护单元。
[0014]优选的，所述第一控制模块和所述第二控制模块均包括主控制板和模拟信号检测板；
[0015]所述第一控制模块中的模拟信号检测板，用于检测所述第一变流器整机的状态数据信息，并将该状态数据信息发送到所述第一控制模块中的主控制板；
[0016]所述第二控制模块中的模拟信号检测板，用于检测所述第二变流器整机的状态数据信息，并将该状态数据信息发送到所述第二控制模块中的主控制板。
[0017]优选的，所述第一控制模块和所述第二控制模块均还包括接口板；
[0018]所述接口板包括数字信号传输接口、模拟信号传输接口、系统通信接口和传感器接口。
[0019]优选的，所述第一控制模块和所述第二控制模块中的主控制板均包括DSP芯片、FPGA芯片、光纤接收模块和光纤发送模块；
[0020]每一控制模块中的DSP芯片和FPGA芯片之间通过并行数据线或串行数据线进行连接；
[0021]所述第一控制模块中的光纤发送模块通过所述第一光纤线组，与所述第二控制模块中的光纤接收模块进行通信连接；
[0022]所述第二控制模块中的光纤发送模块通过所述第二光纤线组，与所述第一控制模块中的光纤接收模块进行通信连接。
[0023]优选的，所述第一光纤线组和所述第二光纤线组中的光纤线均为塑料光纤线。
[0024]优选的，所述第一光纤线组包括N条光纤线，所述第二光纤线组包括M条光纤线，其中，N和M均为大于或等于2的整数；
[0025]所述N条光纤线中的任意一条光纤线作为载波同步线，其余的光纤线作为数据线；所述M条光纤线中的任意一条光纤线作为载波同步线，其余的光纤线作为数据线；
[0026]所述第一光纤线组中的载波同步线，用于将所述第一变流器整机产生的同步脉冲信号传输到所述第二变流器整机；所述第一光纤线组中的数据线，用于将所述第一变流器整机的状态数据信息传输到所述第二变流器整机；
[0027]所述第二光纤线组中的载波同步线，用于将所述第二变流器整机产生的同步脉冲信号传输到所述第一变流器整机；所述第二光纤线组中的数据线，用于将所述第二变流器整机的状态数据信息传输到所述第一变流器整机。
[0028]优选的，所述第一光纤线组和所述第二光纤线组均只包括一条光纤线；其中，
[0029]所述第一光纤线组中的光纤线，用于将所述第一变流器整机产生的同步脉冲信号以及其状态数据信息传输到所述第二变流器整机；
[0030]所述第二光纤线组中的光纤线，用于将所述第二变流器整机产生的同步脉冲信号以及其状态数据信息传输到所述第一变流器整机。
[0031]本发明还公开了一种风力发电系统，包括L台前述的变流器整机设备；还包括L台直驱型风力发电机和电网；其中，L为正整数，所述L台变流器整机设备与所述L台直驱型风力发电机对应连接；
[0032]所述变流器整机设备，用于将所述直驱型风力发电机产生的交流电转换成适合并网运行的电能，并将所述电能送入所述电网。
[0033]本发明中，第一变流器整机通过第一光纤线组，将自身产生的同步脉冲信号以及与自身工作状态相关的状态数据信息发送到第二变流器整机；第二变流器整机则通过第二光纤线组，将自身产生的同步脉冲信号以及与自身工作状态相关的状态数据信息发送到第一变流器整机。可见，本发明中变流器整机之间是通过光纤进行同步脉冲信号和状态数据信息的传输的，由于光纤本身具有较高的对外界电磁噪音的抗干扰能力，所以，变流器整机的同步脉冲信号和状态数据信息可以在光纤中稳定快速传输，使得变流器整机设备可以稳定地进行作业。也即，本发明实现了当变流器之间在进行数据通讯时，提高对外界电磁噪音的抗干扰能力的目的，从而提高了通讯速度和通讯稳定性。
【附图说明】