主控系统硬件结构的优化设计

大型风力发电机组的主控系统硬件结构一般由两部分组成：塔底控制器模块组和机舱控制器模块组。塔底控制器模块组安装在塔底电气控制柜内，机舱控制器模块组安装在机舱电气控制柜内。两组模块之间一般使用多芯多模光纤组成的工业以太网等通信方式进行两个模块组之间的通信，而每组控制器模块之间使用CAN等通信总线协议进行内部通信。

塔底控制器模块组中的控制器模块一般包括：电源/通信模块、主控制器、电网测量模块、输入/输出模块、人机界面模块、现场总线通信接口等模块；机舱控制器模块组的控制器模块一般包括：电源/通信模块、输入/输出模块、人机界面模块、现场总线通信接口等模块。

大型风力发电机组的主控系统的硬件具体结构如图10-33所示。

图10-33 主控系统硬件结构示意图

电源/通信模块可以为本组所有模块提供模块内部电源，并提供人机界面（显示屏）或便携式电脑所需的通信接口及模块组之间通信所需的光纤端口。(www.xing528.com)

主控制器是风力发电机组的大脑，作为主控系统的核心部分，负责整个风力发电机组的控制与协调各个部件之间的动作，并可以提供与风场通信的以太网口及监测控制器运行状态的安全继电器节点。

电网测量模块是与相关的电流互感器和电压互感器相连接，测量风力发电机组电网出口端的电压和电流，并经过计算得到所有电网信息，如电网电压、电网电流、有功功率、功率因数、无功功率、发电量等。

输入/输出模块是用于接收风力发电机组中各个数字和模拟信号，包括：风速信号、风向信号、转速脉冲信号、温度信号、压力信号、偏航角度计数脉冲信号、断路器和继电器通断状态信号、开关量信号等，并向所有执行机构控制继电器发出通断命令信号。

现场总线通信模块是以各种现场总线协议为基础，通过通信模块的内部转换单元，把外部部件的现场总线协议转换为主控制器可以识别的模块内部通信协议，这样主控系统就可以和任何现场总线通信协议的设备进行自由的交互数据和信息。例如，主控制器可以通过现场总线通信模块和变流器、变桨距系统进行现场总线通信，这样主控系统可以接收到变流器、变桨距系统的具体信息，也可以把命令发送到变流器、变桨距系统。