[實用新型]一種風力發電機組仿真系統及使用該系統的測試裝置

有效

• 申請號: 201320360752.X
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN203397204U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 程林志;蘇鳳宇;史航;費懷勝;楊楊
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;許繼集團有限公司;許昌許繼風電科技有限公司
• 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: 韓天寶

技術領域

本實用新型涉及一種風力發電機組仿真系統及使用該系統的測試裝置，屬于風力發電技術領域。

背景技術

風力發電機組主要涉及空氣動力學，結構動力學，電氣系統和機械系統等方面的知識和內容，是一個多學科相互融合復雜的控制系統。在風電機組的性能測試和主控系統研發階段，均需要對風電機組的各個控制模塊進行性能測試，由于風電機組設備極其復雜，吊裝運輸不方便，如果主控系統的各項測試均在實際的風場中進行，則在調試時間、調試費用和安全性方面都存在很大的風險。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種風力發電機組仿真系統及使用該系統的測試裝置，以解決目前發電機組的測試在實際風場中進行實驗仿真所造成的風險。

本實用新型為解決上述技術問題而提供一種風力發電機組仿真系統，該仿真系統包括處理器、硬件接口和仿真測試柜，處理器中設置有風機模型和風模型，仿真測試柜包括主控PLC、變槳控制模塊和偏航控制模塊，仿真測試柜中的主控PLC通過硬件接口控制連接處理器中的風機模型。

所述的處理器中的風機模型包括葉輪模型、傳動鏈模型、發電機模型、變流器模型和塔筒模型。

所述的硬件接口包括I/O口、模擬量輸入輸出口、RS232接口、以太網接口和CAN總線接口。

本實用新型為解決上述技術問題還提供了一種使用上述風力發電機組仿真系統的測試裝置，包括風速風向儀、風力發電機組控制柜和風力發電機組仿真系統，所述的風力發電機組仿真系統包括處理器、硬件接口和仿真測試柜，處理器中設置有風機模型和風模型，仿真測試柜包括主控PLC、變槳控制模塊和偏航控制模塊，處理器中風機模型通過硬件接口分別與仿真測試柜中的主控PLC和風力發電機組控制柜相連接，風速風向儀的輸出端分別與風力發電機組控制柜、仿真測試柜和風機模型相連接。

所述的處理器中的風機模型包括葉輪模型、傳動鏈模型、發電機模型、變流器模型和塔筒模型。

所述的硬件接口包括I/O口、模擬量輸入輸出口、RS232接口、以太網接口和CAN總線接口。

本實用新型的有益效果是:本發明通過設置風機模型和仿真測試柜，模擬整個風機的運行環境，能夠在實驗室實現對風電機組各個控制模塊控制策略進行仿真，從而減少在實際風機上進行試驗驗證的風險，最終達到對控制策略進行測試和優化的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型風力發電機組仿真系統結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例中風力發電機組仿真系統仿真過程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明。

本實用新型的一種風力發電機組仿真系統的實施例

如圖1所示，本實用新型的風力發電機組仿真系統包括處理器、硬件接口和仿真測試柜，處理器中設置有風機模型和風模型，風模型為風機模型提供模擬風，風機模型包括葉輪模型、傳動鏈模型、發電機模型、變流器模型和塔筒模型，仿真測試柜包括主控PLC、變槳控制模塊和偏航控制模塊，處理器通過硬件接口與仿真測試柜中的主控PLC相連接，這里的硬件接口根據所連接的硬件類型，可以為I/O口、模擬量輸入輸出口、RS232接口、以太網接口或者CAN總線接口。風機模型和風模型是通過Simulink建模后以C代碼的形式下載到處理器中，主控PLC中，通過硬件實時接口與下載有風機模型的處理器相連接，實現仿真測試柜對風機模型的實時控制，最終達到對控制策略進行測試和優化的目的。此系統可以利用完整的風機模型在matlab內實現風機算法的設計，并通過PLC?link軟件生成PLC（任何廠家的PLC控制器都可以）可執行的代碼，大大減少PLC程序編寫速度，加快研發速度。

本實用新型的一種使用上述風力發電機組仿真系統的測試裝置的實施例

如圖2所示，本實用新型的測試裝置包括風速風向儀、風力發電機組控制柜和風力發電機組仿真系統，風力發電機組仿真系統包括處理器、硬件接口和仿真測試柜，處理器中設置有風機模型，風機模型包括葉輪模型、傳動鏈模型、發電機模型、變流器模型和塔筒模型，仿真測試柜包括主控PLC、變槳控制模塊和偏航控制模塊，處理器中風機模型通過硬件接口分別與仿真測試柜中的主控PLC和風力發電機組控制柜相連接，風速風向儀的輸出端分別與風力發電機組控制柜、仿真測試柜和風機模型相連接，這里的風力發電機組控制柜我們選用許繼控制柜，包括機艙柜和塔基柜，這里的硬件接口根據所連接的硬件類型，可以為I/O口、模擬量輸入輸出口、RS232接口、以太網接口或者CAN總線接口。

其工作過程如下：首先在matlab內搭建風機模型的各部分模型，并且根據許繼2MW雙饋風機各部分參數對風機模型的輸入輸出參數進行定義，并將模型最終以C代碼的形式下載到貝福的處理器中，處理器通過硬件接口分別與仿真測試柜和許繼現有的控制柜相連接，實現數據的交換，風速風向儀將檢測到的實時風速風向分別傳送給許繼控制柜、仿真測試柜和風機模型，通過利用許繼控制柜和仿真測試柜分別對風機模型進行仿真真，仿真測試柜會得到一個仿真結果，許繼控制柜也會得到一個仿真結果，對比兩個仿真結果對許繼控制柜的控制策略進行優化。