[發明專利]具備數據異常實時監測的多微處理器垂直軸風力發電測試裝置

有效

• 申請號: 201710770149.1
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN107448363B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 吳愛華;茅靖峰;吳國慶;張旭東;吳樹謙;邱愛兵;張新松;易龍芳;成義;申海群
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00;F03D17/00;F03D7/06
• 代理公司: 南通市永通專利事務所(普通合伙) 32100
• 代理人: 葛雷

1.一種具備數據異常實時監測的多微處理器垂直軸風力發電測試裝置，其特征是：包括現場測量與處理設備，現場測量與處理設備與上位機智能顯示設備通訊；所述現場測量與處理設備包括空氣動力測量模塊、發電功率測量模塊、垂直軸偏振測量模塊、電磁與噪聲測量模塊，上述各測量模塊與數據監測處理模塊通訊；所述垂直軸偏振測量模塊包括3個雙軸磁阻傳感器，分別安裝于垂直軸風輪機主軸的頂端、底端和風力發電機轉子出軸端；所述各測量模塊包括微處理器和Zigbee無線通訊接口；所述數據監測處理模塊包括微處理器、Zigbee無線通訊接口和WiFi無線通訊接口；上述各測量模塊通過各自Zigbee無線通訊接口與數據監測處理模塊的Zigbee無線通訊接口通訊；所述上位機智能顯示設備的WiFi無線通訊接口與數據監測處理模塊的WiFi無線通訊接口通訊；

所述數據監測處理模塊的微處理器采用數據異常判測算法；所述數據異常判測算法包括如下步驟：

(1)獲取發電機發電功率P_e和角速度ω的實時測量值；

(2)按下式計算出垂直軸風輪機的機械功率觀測值

式中，J為垂直軸風輪機的轉動慣量；z₁，z₂為狀態變量；L為正常系數；B為垂直軸風力發電主軸系統的摩擦系數；

(3)獲取垂直軸風輪機機械功率P_m的實時測量值；

(4)將計算出的機械功率觀測值和機械功率P_m的實時測量值進行比較，如果二者偏差小于15％，則可判定“測量數據正常”，否則判定“測量數據異常”；

發電功率測量模塊還包括電壓傳感器、電流傳感器和電壓頻率監測電路，發電功率測量模塊的微處理器將所述電壓傳感器、電流傳感器及監測電路變送來的電壓V、電流I和電壓頻率f信號轉換成數字信息，然后通過發電功率測量模塊的Zigbee無線通訊接口傳遞給數據監測處理模塊；

垂直軸偏振測量模塊還包括3個雙軸磁阻傳感器，垂直軸偏振測量模塊的微處理器將每個傳感器檢測到的垂直軸水平方向雙軸的偏角信號轉換成數字信息，然后通過Zigbee無線通訊接口傳遞給數據監測處理模塊。

2.根據權利要求1所述的具備數據異常實時監測的多微處理器垂直軸風力發電測試裝置，其特征是：所述現場測量與處理設備中各測量模塊與數據監測處理模塊采用Zigbee無線通訊協議雙向通訊；所述數據監測處理模塊與上位機智能顯示設備采用WiFi無線通訊協議雙向通訊。

3.根據權利要求1所述的具備數據異常實時監測的多微處理器垂直軸風力發電測試裝置，其特征是：所述現場測量與處理設備中各測量模塊的Zigbee無線通訊接口配置為從設備模式，數據監測處理模塊的Zigbee無線通訊接口配置為主協調器模式；所述數據監測處理模塊的WiFi無線通訊接口配置為純接入點模式。

4.根據權利要求1所述的具備數據異常實時監測的多微處理器垂直軸風力發電測試裝置，其特征是：所述空氣動力測量模塊還包括風速傳感器、氣溫傳感器、氣壓傳感器和光伏電板組；所述現場測量與處理設備采用風光儲方式供電。