UDP協議在風電機組通信系統中的實現

葉偉，丁桂林，顏毅斌，胡凱凱

（南車株洲電力機車研究所有限公司，湖南 株洲 412001）

0 引言

風能作為一種清潔的可再生能源，受到了世界各國的重視。中國風能儲量大、分布面廣，僅陸上風能儲量就有約253GW。2012年中國新增風電裝機容量12960MW，累計風電裝機容量為75324.2MW，雙居全球第一位[1]。發展風電，不僅可以節約常規能源，而且有利于改善能源結構，減少環境污染。風電機組的控制系統根據風速、風向對風電機組的各單元加以控制，穩定輸出電壓和頻率，并實現最大風能利用。

1 基于以太網的風電機組通信系統

近年來，性能優越的以太網應用越來越廣泛。本文基于以太網，提出了一種采用UDP協議的風電機組通信方案。采用ABB公司的可編程邏輯控制器（PLC）作為核心控制器，PLC預留了1400多 Bytes的RAM作為數據發送和接收緩沖區，能夠滿足系統需求。PLC與上位機通過以太網組成分布式計算機網絡通信系統，如圖1所示。

2 以太網通信協議

TCP/IP協議是目前網絡協議中的實際工業標準，采用TCP/IP協議會帶來諸多好處，網絡設備可以連接到Internet，實現風電機組真正意義上的遠程監控。TCP/IP是一個4層協議系統，可以分為鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層[2]。每一層都呼叫它的下一層所提供的網絡來完成自己的需求。TCP/IP協議族的4個層次如圖2所示。

圖1 風電機組分布式計算機網絡通信系統

圖2 TCP/IP協議族的4個層次

圖3 PLC與上位機通信示意圖

圖4 UDP報文結構

鏈路層完成以太網設備的驅動、物理接口的處理等任務。網絡層由多種協議組成，IP協議是其中最重要的一個，主要完成網絡互連和路由選擇。……