[實用新型]風力發電機組主控系統的功率監測系統

有效

• 申請號: 201220179981.7
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN202676882U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李廣偉;譚啟勝;曹叔強;宋鵬
• 申請（專利權）人: 北車風電有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術領域

本實用新型涉及一種功率監測系統，尤其是一種風力發電機組主控系統的功率監測系統。

背景技術

當前風力發電機組設計壽命20年，而且維護成本高，確保其處于良好的運行狀態至關重要的。

現有的風力發電機組的主控系統中普遍未采用功率監測措施，即不監測主控供電回路的電流或功率的具體數值，僅有過壓、欠壓和過流等保護等措施；當主控系統中PLC實施一個控制動作時，只能通過相應執行器的狀態來反饋控制動作是否正確實施，對于被控對象是否真正按控制的期望運行，PLC無法監測。而且在風力發電機組正常運行時，都是采用遠程監控，監控人員是無法看到現場的情況。

例如控制一個冷卻風扇電機的啟動：PLC控制輸出模塊輸出控制信號，控制相應的繼電器吸合，PLC通過讀取繼電器輔助觸點的狀態得知繼電器的確已經吸合，控制動作正確實施；但是對于電機是否啟動，PLC是無法判斷的。如果由于某種原因，如與繼電器主觸點連接的冷卻風扇電機供電回路接線不可靠、虛接等，導致繼電器吸合后電機因不得電或者缺相從而不正常工作時，風力發電機組仍將在風扇故障狀態下運行直到過溫報警，這對機組將是很不利的。

實用新型內容

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種風力發電機組主控系統的功率監測系統。該技術方案用于傳統風力發電機組主控系統，能對主控系統器件運行狀態進行監測，具有及時發現器件故障，以及對器件的功率做長期監測，監控其變化趨勢，故障預警，避免由此而引發更大的事故。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種風力發電機組主控系統的功率監測系統,它包括風力發電機組主控系統中的控制單元，在風力發電機組主控系統中還設置功率檢測單元；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件，所述至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件與功率測量模塊輸入端連接，所述功率測量模塊通過控制單元通訊接口與其通訊。

所述控制單元為PLC控制器。

所述電壓測量元件包括安裝在主控系統供電回路中的電壓互感器。

所述電流測量元件包括安裝在主控系統供電回路中的電流傳感器。

所述功率測量模塊包括計算單元和通訊單元，計算單元和通訊單元連接。

所述計算單元包括單片機；所述通訊單元包括串行通信模塊，所述單片機與串行通信模塊連接，所述串行通信模塊與PLC控制器的通訊接口通訊。

本實用新型控制工作原理：

一種風力發電機組主控系統的功率監測系統,所述控制單元包括PLC控制器，該PLC控制器亦是主控系統的PLC控制器，即把功率監測系統嵌入主控系統的控制中；所述至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件與功率測量模塊連接作為功率測量模塊的輸入，所述功率測量模塊通過通訊接口向PLC控制器傳輸電壓、電流和功率等數據。

所述電壓測量元件包括電壓互感器，可將被測電壓轉換成功率測量模塊量程內的信號；

所述電流測量元件包括電流傳感器，可將被測電流轉換成功率測量模塊量程內的信號；

所述功率測量模塊包括計算單元和通訊單元，所述計算單元具有根據測量單元傳輸過來的信號計算出被測電壓、被測電流以及被測回路的功率的功能；所述通訊單元具有與PLC控制器通訊的功能，實現被測電壓、被測電流以及被測功率等數據向PLC控制器傳輸。在實際運行中，該系統采用：

（1）核定檢測回路中各器件的良好狀態下，啟動前和穩定運行后的功率變化值ΔP，并確定其合理變化的閾值。

（2）在程序中加入ΔP判斷語句，ΔP未超出閾值則說明運行正常，超出時報故障。在判斷中考慮ΔP對應的Δt，在?Δt內檢測回路內的其他器件有啟停變化時，需疊加處理。

（3）在主控監控軟件界面實時顯示功率變化曲線和事件。監控人員可實時觀察控制事件和功率變化情況，同時可作為故障診斷的依據。

（4）對于需要長期監測的器件，定期記錄啟停功率變化曲線，并作分析比較。如監測偏航電機，在軟件中設置工作時自動記錄、保存功率曲線等信息，監控人員通過定期對比，監控其運行狀態是否良好，做出故障預警。將功率監測系統應用于主控控制回路中，用于控制反饋和故障預警。其結構和硬件組成，除功率等級比較小之外，與市面上傳統的功率測量模塊區別不大。

本實用新型有益效果是：