[發明專利]大型風力發電機組主控測試系統及方法

有效

• 申請號: 201110363480.4
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102411367A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 張舉良;陶學軍;劉昊昱;郭改霞;閆黎明;岳紅軒;常晶;賈曉杰;盧曉光;吳鵬;高亮
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及風力發電機組測試技術領域，尤其涉及一種大型風力發電機組主控測試系統及方法。

背景技術

風力發電機組控制系統是國內風電設備中薄弱環節，風力發電機組測試及質量控制更是風電領域的難題，各個廠家風力發電機組控制差異大，相關IEC標準未得到實際采用，一致性測試無法開展，測試僅限于輸入輸出對點測試、全功率測試和現場調試，缺乏對主控系統全面測試手段和方法。若直接進入現場調試，成本高，易造成設備損壞；并且因風具有隨機性、間歇性，無法在風場對風力發電機組進行全面實驗，尤其是極限風況的實驗。

目前一些研究院所搭建了測試平臺，但是多是針對性試驗系統，如針對性用于載荷計算、硬件測試或靜態測試等，風電機組核心控制算法、策略等不能系統全面動態測試。如何建立一種全面動態的主控測試系統，提前暴露缺陷，方便測試和調試，保證風力發電機組安全穩定運行是迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種大型風力發電機組主控測試系統及方法，以全面動態的對風力發電機組的各項性能進行測試，保證風力發電機組安全穩定運行。

為實現上述目的，本發明的風力發電機組主控測試系統包括分別與路由器相連的

主控系統，是風力發電機組的控制中心，用于發電運行控制、優化機組功率輸出和載荷優化控制；并用于協調指揮變流系統、變槳系統工作；

變流系統，用于將發電機發出的交流電整流為直流電，并把直流電逆變為工頻交流電饋入電網；并接收執行主控系統的并網、拖網命令，向主控系統反饋電網、發電機轉速信息；

變漿系統，用于接受主控系統的控制命令執行調節槳距角，同時作為機組氣動剎車的驅動裝置，用于在緊急情況下使機組可靠順槳；

模擬風機，通過模擬開關量、溫度量、脈沖量信號模擬風電機組的轉速、溫度、槳距角信號代替實際風電機組相應信息，供控制系統采集；

風場監控系統，用于接收主控系統采集的風場風電機組狀態信息，并通過主控系統對風場每臺風電機組進行啟動、停機、限功率運行控制；

所述主控系統、變漿系統、變流系統和風場監控系統相互連接構成通信系統網絡，所述模擬風機與主控系統通訊連接。

進一步的，所述主控系統的發電運行控制包括數據處理、故障檢測處理、機組啟停、并網、脫網、偏航、解纜。

進一步的，所述主控系統的優化機組功率輸出性能包括最大功率的捕獲、恒功率運行控制、低電壓穿越。

進一步的，所述主控系統的載荷優化控制包括整機穩定性控制、疲勞載荷減緩和機組振動控制。

進一步的，所述變流系統采用可控整流的方式把發電機發出的交流電整流為直流電，通過網側逆變單元把直流電逆變為工頻交流電饋入電網。

進一步的，所述模擬風機由PT100、電流源、電壓源、Blade及相關測試軟件組成，分別用來模擬風力發電機組的風輪、齒輪箱、發電機、冷卻系統的輸出信號。

本發明的風力發電機組主控測試方法步驟如下：

（1）對風力發電機組主控測試系統進行啟動功能檢測；

（2）選擇根據IEC標準生成的風文件或現場錄制的風文件，作為測試文件；

（3）根據風文件模擬風電機組相應實際運行工況；

（4）觀測風力發電機組主控測試系統中主控系統測得的槳距角、轉速、轉矩、風速變化曲線，檢測主控控制功能實現情況，性能是否達標，完成測試。

所述步驟（1）中風力發電機組主控測試系統的啟動功能測試包括：

1）風力發電機組的各種啟動方式是否有效，包括自動啟動、面板人工啟動、機艙柜人工啟動和遠程啟動；

2)?檢測風力發電機組啟動條件是否有效，這些條件包括系統壓力、溫度、風速、電網電壓、頻率；

3)?啟動過程中發生故障時響應是否正確有效；

4)?啟動過程中溫控、泵控、偏航等是否能根據需要有效；

5)?是否限制風力發電機組每天自動啟動次數；

6)?啟動過程中發生風向變化對啟動的影響；

7)?額定風速以下風力發電機組啟動過程，觀測調槳、調速、調距過程；

8）額定風速以上啟動過程，觀測調槳、調速、調矩過程。

?本發明的大型風力發電機組主控測試系統及方法優點如下：

1）?把現場調試工作搬進了實驗室，節約了大量測試成本；