[發明專利]風力發電機組電動變槳距系統全數字試驗平臺

無效

• 申請號: 201210022283.0
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102589914A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 邵宜祥;田煒;劉劍;魯斌;盧強
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01M15/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

????本發明屬于風力發電機組變槳距控制技術領域，具體涉及一種風力發電機組變槳距系統試驗裝置。

背景技術

在世界能源危機的大背景下，風力發電作為一種清潔無污染的能源，得到了各國高度的重視，從而獲得極為迅猛的發展。由于風力發電機組基本上都是建設在淺海區或內陸地區，安裝和維修都不方便，因此其工作的可靠性非常重要。為確保風力發電機組的工作可靠性，在其安裝之前必須進行多項測試。全球投入商業運行的兆瓦級以上風力發電機均采用了變槳距技術，變槳距控制與變頻技術相配合，提高了風力發電機的發電效率和電能質量，使風力發電機在各種工況下都能夠獲得最佳的性能，減少風力對風機的沖擊，它與變頻控制一起構成了兆瓦級變速恒頻風力發電機的核心技術。由于變槳距系統工作于高出地面幾十米之上的風力機輪轂內，因此對變槳距系統的調節性能及其可靠性的地面測試是各種測試中的重要組成部分，而其中的測試臺建設是重要環節之一。目前國內的電動機測試平臺大多采用磁粉剎車器或磁滯測功機來模擬風力擾動下的負載變化。此方法雖能在變槳電機運動過程中加上負載擾動，但是它的阻力大小是隨轉速變化的，當變槳電機靜止時，磁粉制動器的轉矩也消失了，而風力機實際運行中，在保持槳葉節距角不變或槳葉節距角變化時，槳葉上受到的風阻總是存在而且是在不斷變化的。而且功率等級不同、型號不同的風電機組，變槳距系統電動機的功率等級不同，和風電機組控制系統的通訊方式也不同，電動機測試時發出的電量需要消耗或回饋電網，目前常用的電動機測試臺很難同時滿足以上需求。

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發明內容

本發明提供了一種解決上述問題的方案，提供一種通用性強、操作方便、可進行多種項目測試的風力發電機組電動變槳距系統全數字試驗平臺。

本發明的技術方案是提供一種風力發電機組電動變槳距系統全數字試驗平臺，其包括電機對接固定平臺，所述電機對接固定平臺上設置有若干個固定待測試的風力發電機組的變槳電機的固定位，其特征在于：每個所述固定位上均可拆卸地設置有負載陪試電機，所述負載陪試電機和所述變槳電機同軸相對，兩者的轉動軸通過連軸器連接；其還包括連接并控制所有所述負載陪試電機的伺服驅動器、控制所述伺服驅動器的控制器以及為操作者方便輸入控制指令而提供的包含人機交互界面的上位機。

優選的，所述負載陪試電機為三相交流永磁同步電機，所述負載陪試電機內置給所述伺服驅動器提供所述負載陪試電機性能參數的嵌入式參數芯片。

優選的，所述控制器可模擬多種負載曲線，并根據所述負載曲線控制所述負載陪試電機的輸出轉矩，從而模擬風力發電機組變槳過程中氣流對所述變槳電機的氣動載荷。

優選的，所述控制器可通過設定的算法模擬所述負載曲線或通過實際采集風力發電機組變槳過程中所述變槳電機的負載數據模擬所述負載曲線。

優選的，所述控制器為采用計算機CPU處理器（如：Intel?Celeron處理器）、循環周期達200微秒的高速控制器，支持開源實時通信技術（Ethernet?POWERLINK）通訊協議。優選的，所述上位機監控所述變槳電機的工作狀態并記錄電機的扭矩、電壓、轉速、溫度、抱閘等曲線和狀態，并可通過軟件和可擴展硬件測試所述變槳電機的冗余編碼器位置、限位開關狀態、附加風扇狀態的輸入輸出。

優選的，所述伺服驅動器和所述控制器之間通過基于開源實時通信技術的工業實時以太網連接。

優選的，所述電機對接固定平臺上設置有安裝所述負載陪試電機和所述變槳電機的限位支架，所述負載陪試電機和所述變槳電機通過螺栓可拆卸地安裝在所述限位支架上。

優選的，所述伺服驅動器為一體化伺服驅動器，所述伺服驅動器安裝在控制柜中，在保證防護等級的同時在控制柜上開孔將其散熱器置于控制柜外，自然冷卻或外罩冷卻風扇，既保持驅動器的一體化又可保證散熱效果。

優選的，操作者通過所述上位機設定測試項目，包括：變槳距系統與主控系統的通訊功能、槳葉載荷變化時電動變槳距系統的響應情況、測試變槳距系統在恒定負載、變化負載、短時過載情況下的響應、變槳距系統主電源丟失情況下后備電源順槳能力和低電壓穿越功能。