[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性測(cè)試裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210362636.1
• 申請(qǐng)日: 2012-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN102879739A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟克其勞;宋為民;蘇日娜;周鳳林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34
• 代理公司: 呼和浩特北方科力專利代理有限公司 15100
• 代理人: 徐小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測(cè)和分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性的裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性的測(cè)試評(píng)估是滿足生產(chǎn)廠家確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率特性要求，也是滿足購買者確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率特性要求。?現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性的測(cè)試，使用通用功率特性測(cè)試儀器結(jié)合氣象站儀采集功率數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，人工或程序編程來對(duì)齊數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并出報(bào)告，至今未發(fā)現(xiàn)一體化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性的測(cè)試專用儀器來直接測(cè)試評(píng)估，難以保證測(cè)試評(píng)估結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。目前市場(chǎng)上的功率分析儀廣泛應(yīng)用到風(fēng)電行業(yè)，測(cè)量評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)入網(wǎng)監(jiān)測(cè)評(píng)估。但存在問題：一是這些儀器沒有采集風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、壓力信號(hào)，不便測(cè)量評(píng)估風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性。二是以上儀器的功率測(cè)量數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確同步采集于風(fēng)速信號(hào)，導(dǎo)致評(píng)估報(bào)告的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)以上問題，提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性測(cè)試裝置，該裝置根據(jù)需要結(jié)合必要的分析軟件，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性測(cè)試。

本發(fā)明主要包括由三相電壓互感器8、三相電流互感器9構(gòu)成的三相電力傳感器、風(fēng)速傳感器2、風(fēng)向傳感器3，溫度傳感器5、壓力傳感器4，濕度傳感器6，數(shù)據(jù)采集儀1、功率分析儀7、工控機(jī)10構(gòu)成，其中，三相電壓互感器8分別與功率分析儀7的L1/L2/L3/N連接，三相電流互感器9分別與功率分析儀7的I_L1/I_L2/I_L3相連接，風(fēng)速傳感器2與數(shù)據(jù)采集儀1的第一端口相連接，風(fēng)向傳感器3與數(shù)據(jù)采集儀1的第四端口相連接，溫度傳感器5與數(shù)據(jù)采集儀1的第六端口相連接，壓力傳感器4與數(shù)據(jù)采集儀1的第五端口相連接，濕度傳感器5與數(shù)據(jù)采集儀1的第七端口相連接，數(shù)據(jù)采集儀1通過串口與工控機(jī)10連接，功率分析儀7通過以太網(wǎng)口與工控機(jī)10連接；所述的功率分析儀為3390功率分析儀。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)需要及規(guī)范配置相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)一體化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性的測(cè)試及評(píng)估。

附圖說明

?圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明主要包括由三相電壓互感器8、三相電流互感器9構(gòu)成的三相電力傳感器、風(fēng)速傳感器2、風(fēng)向傳感器3，溫度傳感器5、壓力傳感器4，濕度傳感器6，數(shù)據(jù)采集儀1、功率分析儀7、工控機(jī)10構(gòu)成，其中，三相電壓互感器8分別與功率分析儀7的L1/L2/L3/N連接，三相電流互感器9分別與功率分析儀7的I_L1/I_L2/I_L3相連接，風(fēng)速傳感器2與數(shù)據(jù)采集儀1的第一端口相連接，風(fēng)向傳感器3與數(shù)據(jù)采集儀1的第四端口相連接；溫度傳感器5與數(shù)據(jù)采集儀1的第六端口相連接，壓力傳感器4與數(shù)據(jù)采集儀1的第五端口相連接，濕度傳感器5與數(shù)據(jù)采集儀1的第七端口相連接，數(shù)據(jù)采集儀1通過串口與工控機(jī)10連接，功率分析儀7通過以太網(wǎng)口與工控機(jī)10連接，工控機(jī)可以通過無線網(wǎng)卡與以太網(wǎng)11連接；所述的功率分析儀為3390功率分析儀。

其中，

軟件系統(tǒng)：包括下位機(jī)（嵌入式控制器CPU系統(tǒng)）軟件和上位機(jī)（工控機(jī)）軟件。1、下位機(jī)（嵌入式控制器CPU系統(tǒng)）軟件，運(yùn)用TwinCAT?PLC?Control開發(fā)環(huán)境，采用IEC61131-3?編程語言，采樣速率為5Hz采集電壓、電流等數(shù)據(jù)；對(duì)于風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、氣壓等參數(shù)采樣速率為1Hz；預(yù)處理數(shù)據(jù)將得到0.2秒、1秒、60秒、10分鐘平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值及最小值。篩選的數(shù)據(jù)是以?10?min為一個(gè)周期由連續(xù)測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生；2、上位機(jī)（工控機(jī)）軟件，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T?18451.2-2003?風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性試驗(yàn)算法。測(cè)量的功率曲線是對(duì)折算的數(shù)據(jù)組采用bin方法(method?of?bins)進(jìn)行處理的。從測(cè)試所篩選出的數(shù)據(jù)組需要折算回歸到兩種參考空氣密度下的數(shù)據(jù)。一種為在試驗(yàn)場(chǎng)所測(cè)得的空氣密度平均值，其變化幅值接近0.05?kg/?m³，而另一種應(yīng)為海平面的空氣密度值，參考?ISO標(biāo)準(zhǔn)的空氣密度(1.225?kg/?m³)。如果實(shí)測(cè)空氣密度值在1.225?kg/?m³±0.05?kg/m³范圍內(nèi)，則沒有必要進(jìn)行空氣密度折算。在完成數(shù)據(jù)回歸后，選定的測(cè)試數(shù)據(jù)要根據(jù)?bin方法進(jìn)行排序，每個(gè)?bin中至少含有?30?min的采樣數(shù)據(jù)值；所選取的數(shù)據(jù)組應(yīng)該覆蓋從低于切人風(fēng)速?1?m/s到切出風(fēng)速范圍內(nèi)。風(fēng)速范圍應(yīng)連續(xù)分成?0.5?m/s?bin，中心值是?0.5?m/s的整數(shù)倍。全部測(cè)試周期中包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在風(fēng)速范圍內(nèi)正常運(yùn)行至少180?h。年發(fā)電量是利用測(cè)量所得到的功率曲線對(duì)于不同參考風(fēng)速頻率分布所計(jì)算出的估算值。而參考風(fēng)速頻率分布可以采用瑞利分布進(jìn)行，該分布與形狀系數(shù)為?2時(shí)的威布爾分布等同。功率系數(shù)可以根據(jù)所測(cè)得的功率曲線計(jì)算而獲得。當(dāng)然，本發(fā)明還可以適用其它軟件，這為同行業(yè)技術(shù)人員所容易理解，在此不再贅述。