[發(fā)明專利]基于PLC系統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行仿真系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110002482.0
• 申請(qǐng)日: 2011-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN102156431A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 師毓佳;王斌;沙玉婷;張明惠;楊衛(wèi)民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要是利用PLC系統(tǒng)快速構(gòu)建一個(gè)風(fēng)電仿真系統(tǒng)，利用PLC的IO通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)全部測(cè)點(diǎn)信號(hào)的模擬，用于風(fēng)電風(fēng)電主控系統(tǒng)的仿真調(diào)試。

背景技術(shù)

目前風(fēng)力發(fā)電在我們國(guó)家發(fā)展迅速，裝機(jī)容量快速上升，但是風(fēng)力發(fā)電的核心風(fēng)電主控系統(tǒng)基本為進(jìn)口廠家所壟斷。目前，開發(fā)自主開發(fā)風(fēng)電風(fēng)電主控系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)廠家也在不斷增多，作為一個(gè)新的系統(tǒng)，在實(shí)際投入現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行之前，需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行充分的驗(yàn)證。目前的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證手段主要有以前幾種：

1.利用仿真軟件進(jìn)行控制策略的仿真。例如利用Matlab或Blade進(jìn)行驗(yàn)證，此種方法也是目前使用較為廣泛的方法。該方法可以方便修改控制策略，驗(yàn)證在不同工況下的控制策略的有效性，在產(chǎn)品的開發(fā)早期，該方法可以進(jìn)行控制策略的初步驗(yàn)證。但是一個(gè)風(fēng)電主控系統(tǒng)不僅僅包含控制策略，還包括運(yùn)行控制策略的軟硬件系統(tǒng)以及外圍的電氣回路，此方法無(wú)法為整個(gè)風(fēng)電主控系統(tǒng)提供一個(gè)驗(yàn)證手段。同時(shí)風(fēng)電主控系統(tǒng)運(yùn)行的程序和參與仿真驗(yàn)證的程序是在兩個(gè)編程環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的。

2.利用直流或交流電機(jī)模擬原動(dòng)機(jī)風(fēng)輪構(gòu)成的實(shí)物仿真系統(tǒng)。該方法由于發(fā)電機(jī)、變流器全部為實(shí)物，不存在建模的環(huán)節(jié)，可以對(duì)整個(gè)風(fēng)電主控系統(tǒng)進(jìn)行有效的仿真，其缺點(diǎn)是占地面積大，成本極高，且不易改變不同機(jī)組容量情況下對(duì)應(yīng)的參數(shù)，受限于原動(dòng)機(jī)的調(diào)速能力，也不易模擬各種快速變化的風(fēng)速的影響。此種方法適用于在開發(fā)的中后期在進(jìn)行試運(yùn)行之前進(jìn)行的仿真測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種占地面積小，成本低的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行仿真系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)有效的風(fēng)電機(jī)組仿真測(cè)試。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于PLC系統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行仿真系統(tǒng)，包括風(fēng)電仿真系統(tǒng)和與其相連的待測(cè)試的風(fēng)電主控系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)電仿真系統(tǒng)包括SCADA系統(tǒng)和風(fēng)電仿真PLC，所述風(fēng)電仿真PLC利用PLC開發(fā)工具提供IEC61131-3的編程語(yǔ)言開發(fā)仿真程序，風(fēng)電仿真PLC與風(fēng)電主控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

前述的基于PLC系統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述風(fēng)電仿真PLC包括控制器和IO通道，所述控制器用于模型的運(yùn)算，模型運(yùn)算的結(jié)果通過IO通道輸出給風(fēng)電主控系統(tǒng)，風(fēng)電主控系統(tǒng)下達(dá)的控制指令同時(shí)通過IO通道輸入至控制器。

前述的基于PLC系統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述模型包括風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)輪、變速箱、發(fā)電機(jī)、變流器的簡(jiǎn)化模型，以及偏航系統(tǒng)、加熱冷卻設(shè)備、液壓設(shè)備、各個(gè)溫度信號(hào)、角度編碼器的模型。并用IEC61131-3的編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)這些模型。

前述的基于PLC系統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于：風(fēng)電仿真系統(tǒng)中風(fēng)電仿真PLC的DO接口與風(fēng)電主控系統(tǒng)的DI接口、仿真系統(tǒng)的DI接口與風(fēng)電主控系統(tǒng)的DO接口通過繼電器回路連接，仿真系統(tǒng)中風(fēng)電仿真PLC和風(fēng)電主控系統(tǒng)的同類型AI接口和AO接口對(duì)應(yīng)連接。

前述的基于PLC系統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述風(fēng)電仿真PLC提供的輸出信號(hào)包括：中點(diǎn)信號(hào)、角度編碼器兩相信號(hào)、逆時(shí)針偏航反饋、順時(shí)針偏航反饋、逆時(shí)針絞纜反饋、順時(shí)針絞纜反饋，槳距角度反饋，環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、機(jī)艙當(dāng)前角度、發(fā)電機(jī)線圈溫度、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端溫度，發(fā)電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端溫度，發(fā)電機(jī)電刷溫度、齒輪箱溫度、液壓站溫度、機(jī)艙溫度、控制柜體溫度、發(fā)電機(jī)加熱器工作反饋、發(fā)電機(jī)散熱器工作反饋、機(jī)艙散熱器工作反饋、控制柜散熱器工作反饋、控制柜加熱器工作反饋、齒輪箱加熱器反饋、齒輪箱散熱器反饋、變流器狀態(tài)字反饋、當(dāng)前轉(zhuǎn)矩；

接受的風(fēng)電主控系統(tǒng)的輸出信號(hào)有：逆時(shí)針偏航指令、順時(shí)針偏航指令、偏航剎車指令，槳距角指令、變流器控制字、變流器轉(zhuǎn)矩給定、發(fā)電機(jī)散熱器開關(guān)信號(hào)、發(fā)電機(jī)加熱器開關(guān)信號(hào)，液壓站加熱器開關(guān)信號(hào)、機(jī)艙散熱器開關(guān)信號(hào)、機(jī)艙加熱器開關(guān)信號(hào)、控制柜散熱器開關(guān)信號(hào)、控制柜加熱器開關(guān)信號(hào)，齒輪箱加熱器開關(guān)信號(hào)、齒輪箱散熱器開關(guān)信號(hào)。