虚拟仪器课程设计基于Labview的风力发电数据监测系统设计.docx
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虚拟仪器课程设计基于Labview的风力发电数据监测系统设计
各专业全套优秀毕业设计图纸
沈阳工程学院
课程设计
设计题目：
基于Labview的风力发电数据监测系统设计
系别自动化学院班级测控本112
学生姓名学号2011313222
指导教师职称讲师
起止日期：
2014年9月9日起——至2014年9月19日止
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
基于Labview的风力发电数据监测系统设计
系别自动化学院班级测控本112
学生姓名学号2011313222
指导教师职称讲师
课程设计进行地点：
实训楼F430
任务下达时间：
14年9月9日
起止日期：
14年9月9日起——至14年9月19日止
教研室主任年月日批准
1.设计主要内容及要求；
基于LabVIEW软件设计了集用户登录、信号采集及频谱分析等功能为一体的风力发电机组在线监控系统
1）用户登录界面。
普通用户可以通过输入用户名和密码登录系统。
2）通道配置界面。
在这里可以根据实际需要，对通道口的选择、滤波器开关的选择、通道报警值、采样最大最小值、输入方式配置、采样频率及采样模式等进行设置。
3）实时数据显示功能。
对风电机组的相关数据进行实时显示，采用多种显示方法，例如波形图，表格等方式；
4）数据存储功能，将显示的数据进行存储，并可以调用存储的数据进行显示；最好将采集的数据存储到数据库中，该系统实现数据库功能。
5）报警记录界面。
通道的报警历史记录，便于普通用户和管理员及时对风力发电机组维护和管理。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
（2）.学生应撰写的内容为：
中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）.课程设计论文装订顺序为：
封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
9月9日
教师讲解题目，学生查阅相关资料
2
9月10日
进行方案论证，确定程序流程，熟悉NI-DAQ使用方法
3
9月11日-17日
程序设计
4
9月18日
调试程序
5
9月19日
撰写论文，成果验收
沈阳工程学院
基于Labview的风力发电数据监测系统课程设计成绩评定表
系（部）：
自动化学院班级：
测控本112学生姓名：
杨超
指导教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
4
3
2
工作能力
态度
工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作，
0.2
5
4
3
2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。
0.2
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.5
5
4
3
2
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计
指导教师签名：
年月日
评阅教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力
0.2
5
4
3
2
工作量
工作量饱满，难度适中。
0.5
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.3
5
4
3
2
评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分
加权分合计
评阅教师签名：
年月日
课程设计总评成绩
分
摘要
风力发电作为一种清洁能源，近年来得到了世界各国大力研究和开发。
大型风力发电机组因地处宽阔边远地域，如近海和戈壁滩、草原等三北地区，其分布面积广，且数量多，远离监控中心。
受其恶劣的自然环境，以及复杂的发电机组和电力电子装置等因素影响，风力发电机设备很容易遭破坏，影响生产。
要使风电场与其它发电厂相比更加具有竞争力，必须提高其可靠性、高效率及发电机组的寿命。
因此，对于风力发电场要求有可靠的远程监测和无人值守运行控制系统。
数据监测作为风电机组设备正常运行，优化机组设备使用，以及机组设备的故障诊断的必要手段，研究开发完善优化的状态监测系统有着十分重要的意义。
数据监测技术的目的就要是寻找一些应用于大型风力发电机组的故障分析和预测方法，通过自动在线监测技术实现机组实时状态监测和故障诊断分析，以及利用在线监测技术预测机组状态的发展并及时提供维护信息，减少安全隐患。
在线监测及趋势分析技术可以随时反映机组的运行状态和故障程度，而且可以预示今后可能发生的故障，进而优化风力发电机组的运行和使用。
采用美国国家仪器公司NI（NationalInstrumentsCorporation）虚拟仪器技术和LabVIEW8.5作为软件平台，尝试开发大型风力发电机组旋转机械数据监测系统，并根据风力发电机组和风电场远程监控的特征，对监测系统的通信方式进行分析比较后，选择通信方案。
监测系统的目的是对采集的振动信号通过曲线拟合、统计分析、频率响应等步骤进行定量分析，将数据以图和表的形式显示出来，并储存所有数据。
经过对模拟输入振动信号的分析处理进行仿真，验证了该风力发电机组旋转机械振动监测软件平台的可操作性，具有进一步开发和完善其现场应用的价值。
关健词大型风力发电机组，无线局域网，数据监测，虚拟仪器，LabVIEW
设计任务描述
1、设计题目
基于Labview的风力发电数据监测系统设计
2、设计要求
2.1设计目的：
基于LabVIEW软件设计了集用户登录、信号采集及频谱分析等功能为一体的风力发电机组在线监控系统
2.2基本要求
1）用户登录界面。
普通用户可以通过输入用户名和密码登录系统。
2）通道配置界面。
在这里可以根据实际需要，对通道口的选择、滤波器开关的选择、通道报警值、采样最大最小值、输入方式配置、采样频率及采样模式等进行设置。
3）实时数据显示功能。
对风电机组的相关数据进行实时显示，采用多种显示方法，例如波形图，表格等方式；
4）数据存储功能，将显示的数据进行存储，并可以调用存储的数据进行显示；最好将采集的数据存储到数据库中，该系统实现数据库功能。
5）报警记录界面。
通道的报警历史记录，便于普通用户和管理员及时对风力发电机组维护和管理。
2.3发挥部分
自由发挥
一、概论
1.1风能
太阳辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，在不均压力的作用下，空气沿水平方向运动就形成了风。
风能本质上是太阳能的转化形式，因此可以说风能是一种取之不尽的可再生能源。
近几年来，传统能源石油的价格持续攀升，在2003年第二季度每桶石油还是23美元，而到了2008年7月间，纽约和伦敦两地商品交易所的油价双双突破每桶147美元，创历史新高纪录。
并且据著名金融机构高盛的预计，每桶石油价格将突破200美元。
尽管价格已是高昂，但世界各国对石油需求仍是有增无减，世界范围的石油供给处于相当紧张的局面。
2008年由美国引发的全球的金融危机，造成了全球经济的全面下滑，世界上大部分国家，特别是西方工业大国的生产和消费能力降低。
表面上似乎各国对能源的需求也同时降低了，但人们在这场金融危机的背景下，也逾发体会到，对传统能源的依赖，势必造成对本国的基础行业和制造业的发展受能源输出国的牵制，这种不稳定的发展就会进而影响到消费品行业、服务业和金融业，因此对新能源的需求已经具有十分重要现实的经济利益。
此外，为了减轻世界环境污染，减少温室气体排放，也使世界各国加快了寻找开发替代高污染排放的石油、煤炭等价廉的清洁新能源。
2008年美国新当选总统巴拉克·奥巴马（BarackObama）在上任之前就郑重宣布美国政府要在10年内投资1500亿美元用来投资可再生能源的研究，以减少传统能源所产生的温室气体排放。
作为可再生能源的风能以其蕴量巨大、可以再生、分布广泛、无污染等优点受到世界各国的相关决策部门的重视，发展迅速。
1.2风力发电的发展状况
1.2.1世界风电发展状况
美国的CharlesF.Brush（1849-1929）在1887-1888年冬安装了一台被现代人认为世界上最早的风力发电设备。
其叶轮直径17米，由144个雪松木制成叶片，该风机转速低效率不高，功率仅为12kW。
1891年丹麦人建造了世界首个风电场，早期的风电涡轮机是通过改装推进器来进行直接发电。
到1910年时，已有好几百台风力发电机组在丹麦运行，同年美国和荷兰等国家也已经有风力发电机组在运行。
风力发电的应有最早是在偏远地区，在此后一段时间内，由于风力发电设备机械事故频发且发电成本较高，而石油价格却在下降，能源供应充沛，因而风力发电并没有得到足够的重视，几乎没有得到什么发展。
直到上世纪五十年代以后，人们开始对环境和自然资源的重视，特别是1973年世界石油危机的爆发，风力发电得到了人们足够的重视，在技术上得到了日新月异的发展，风力发电逐步从科研走向产品，从实验室走向实用。
欧洲的风力发电技术及应用起步早，丹麦和德国已是当今世界风力发电机设备的主要供应国。
目前风力发电机组的发展主要有两个明显的趋势：
一是单机容量定型化，兆瓦级的风力发电机产品已普遍应用；二是风力发电机组运行规模化，建立大型风电场，以降低风力发电的成本。
当今世界风力发电市场发展迅速，据丹麦BTM咨询公司的统计，2007年全球风力发电市场新增装机容量创新高，新增1,980万kW，累计总容量达到了9,400万kW，较2006年的7,431万kW的总容量增长了26.5%。
2002年至2007年全球风力发电的新增装机容量年复和增长率为24%。
与2006年相比，德国、美国和西班牙保持了前3位，中国则从第6名升至第5名。
1.2.2中国风电发展状况
研究资料表明，我国风能资源丰富，陆上可开发利用的风能资源达2.53亿kW，近海的风能资源是陆地的3倍，可开发利用的风能资源达7.5亿kW，共计约10亿kW。
我国风能资源主要分布在东南和辽东半岛的沿海及其岛屿，内蒙古北部，甘肃，新疆北部地区，以及松花江下游地区。
我国的风力发电产业起步较晚，大致开始于上世纪60-70年代。
上世纪80年代初开始，原国家科委和国家计委将新能源利用列入国家科技攻关计划，其中包括风力发电科技攻关项目。
从1986年山东荣城建立了我国第一个风电场并且并网以来，我国的风电产业才真正的开始。
至2006年底，我国已在16个省、直辖市、自治区建有91个风电场。
2006年1月我国的《中华人民共和国可再生能源法》正式开始实施，风力发电的发展受到了鼓励和支持。
此外，
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