[實用新型]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)況模擬系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020559427.2
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN201811843U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳得宗;呂超
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南軌道交通裝備有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01R31/34
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)況模擬系統(tǒng)，更具體的說，尤其涉及一種設(shè)置有驅(qū)動系統(tǒng)和控制單元并可準(zhǔn)確模擬外界風(fēng)速風(fēng)況的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)況模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是一個復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)，機(jī)械電氣系統(tǒng)交叉，自動化程度高，運(yùn)行工況復(fù)雜，盡可能的在廠房里進(jìn)行各系統(tǒng)的試驗和初步調(diào)試。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般安裝在遠(yuǎn)離市區(qū)的郊外，且機(jī)組需要吊裝在七八十米高的塔架頂端，因此，調(diào)試維護(hù)十分不便，維修費(fèi)用十分高。所以就有必要出廠之前對風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行整機(jī)測試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。通過測試和聯(lián)調(diào)，對發(fā)電機(jī)組的傳動鏈、各系統(tǒng)配置參數(shù)和動作進(jìn)行驗證，一方面保證機(jī)組出廠的可靠性，避免由于機(jī)組質(zhì)量問題造成返廠維修；另一方面可以完成系統(tǒng)的初步調(diào)試，驗證機(jī)組的電氣性能，減少現(xiàn)場調(diào)試的工作量，降低安裝調(diào)試成本。

然而自然風(fēng)是隨機(jī)變化的，在車間里很難實現(xiàn)與外界自然風(fēng)相同的模擬風(fēng)況，目前國內(nèi)外也沒有很好的一致的試驗方法，來檢驗風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變流器、電控系統(tǒng)、主傳動鏈以及附屬設(shè)備在不同風(fēng)速條件下的運(yùn)行性能及功率曲線。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種設(shè)置有驅(qū)動系統(tǒng)和控制單元并可準(zhǔn)確模擬外界風(fēng)速風(fēng)況的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)況模擬系統(tǒng)。

本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)況模擬系統(tǒng)，包括用于對輸電電網(wǎng)進(jìn)行變壓的主變壓器、待檢測的風(fēng)力發(fā)電整機(jī)和用于模擬風(fēng)信號的控制單元，其特別之處在于：還包括驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)包括與主變壓器的輸出端電氣連接的無級變速驅(qū)動器、驅(qū)動電機(jī)和與驅(qū)動電機(jī)的輸出軸相連接的變速箱，所述變速箱的輸出軸與風(fēng)力發(fā)電整機(jī)的輸入軸相連接；所述風(fēng)力發(fā)電整機(jī)的電壓輸出端連接有風(fēng)機(jī)變流器，該風(fēng)機(jī)變流器的輸出端與主變壓器相連接；所述的控制單元包括用于存儲和運(yùn)行模擬程序的HMI監(jiān)視器和與無級變速驅(qū)動器相連接的控制器。主變壓器即可實現(xiàn)把輸電電網(wǎng)的高電壓轉(zhuǎn)化為低電壓，以便給驅(qū)動電機(jī)供電，也可把風(fēng)力發(fā)電整機(jī)發(fā)出的電能輸送到輸電電網(wǎng)上；無級變速驅(qū)動器實現(xiàn)對驅(qū)動電機(jī)的直接控制，還可在變速箱的輸出軸上設(shè)置扭矩傳感器，用于檢測變速箱輸出軸上的力矩，經(jīng)過無級變速驅(qū)動器和扭矩傳感器的共同作用，達(dá)到控制驅(qū)動電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速和扭矩的目的。由控制器和HMI監(jiān)控器組成的控制單元來模擬不同的風(fēng)況，控制器中存儲的控制軟件把風(fēng)況轉(zhuǎn)化驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，以其來模擬此時的風(fēng)速，來拖動風(fēng)力發(fā)電整機(jī)按照此時風(fēng)速對應(yīng)的轉(zhuǎn)速來旋轉(zhuǎn)。風(fēng)機(jī)變流器用于對風(fēng)機(jī)變流器產(chǎn)生的電能進(jìn)行整流、濾波處理，使其達(dá)到輸送到輸電電網(wǎng)上的條件。

進(jìn)一步地，本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)況模擬系統(tǒng)，在輸電電網(wǎng)與主變壓器之間設(shè)置有高壓開關(guān)柜；所述的變速箱的輸出軸上設(shè)置有扭矩傳感器。在電網(wǎng)和主變壓器之間設(shè)置高壓開關(guān)柜是為了方便本系統(tǒng)的電氣連接和設(shè)備維修；通過控制器和電動機(jī)來模擬風(fēng)況，來驅(qū)動整機(jī)轉(zhuǎn)動，其作用效果和風(fēng)場的自然風(fēng)驅(qū)動整機(jī)轉(zhuǎn)動是一樣的。

本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)況模擬系統(tǒng)，所述輸電電網(wǎng)的電壓為10KV，所述主變壓器的輸出端電壓為690V、50Hz；所述風(fēng)況模擬系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)來控制，該P(yáng)LC控制系統(tǒng)采用Profibus現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。

本實用新型的有益效果是：本實用新型設(shè)置有與風(fēng)力發(fā)電整機(jī)相連的驅(qū)動系統(tǒng)和用于控制驅(qū)動系統(tǒng)工作的控制單元，實現(xiàn)了與外界風(fēng)力相似的風(fēng)速信號和風(fēng)況模擬；無需裝配葉片，也不用在風(fēng)場吊裝，在車間里就可以獲得接近真實風(fēng)況效果的原動力輸入，從而使風(fēng)電機(jī)組的測試既簡單，同時真實可靠。本實用新型的HMI監(jiān)控器內(nèi)可存儲模擬軟件，該模擬軟件可發(fā)送實時的漿角值，該槳角值作為風(fēng)況模擬系統(tǒng)的輸入變量用于系統(tǒng)模擬，進(jìn)行風(fēng)況模擬，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各類風(fēng)況條件，通過專門算法將設(shè)定風(fēng)況轉(zhuǎn)換為驅(qū)動電機(jī)對應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)風(fēng)速信號及風(fēng)況模擬測試。同時本實用新型的風(fēng)況模擬系統(tǒng)在任何時間段內(nèi)都能工作，提高了工作效率且降低了試驗成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理圖；

圖中：1輸電電網(wǎng)，2高壓開關(guān)柜，3主變壓器，4無級變速驅(qū)動器，5驅(qū)動電機(jī)，6變速箱，7扭矩傳感器，8風(fēng)力發(fā)電整機(jī)，9風(fēng)機(jī)變流器，10?HMI監(jiān)控器，11控制器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，給出了本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)況模擬系統(tǒng)的原理圖，其包括輸電電網(wǎng)1、高壓開關(guān)柜2、主變壓器3、無級變速驅(qū)動器4、驅(qū)動電機(jī)5、變速箱6、扭矩傳感器7、風(fēng)力發(fā)電整機(jī)8、風(fēng)機(jī)變流器9、HMI監(jiān)控器、11控制器。