[发明专利]风力发电机控制系统实验室测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机控制系统实验室测试系统及测试方法。

背景技术

风机主控系统是风机的重要组成部分，它承担着风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证良好的电网兼容性等重要任务。就风机主控系统本身的要求而言，确有它的特殊性和复杂性，从硬件来讲，风机控制系统随风机一起安装在接近自然的环境中，工作有较大振动、大范围的温度变化、强电磁干扰这样的复杂条件下，因此其硬件要求比一般系统要高得多，从软件来讲，风机要实现完全的自动控制，必须有一套与之相适应的完善的控制软件。主控系统、变桨系统和变频器需要协同工作才能实现在较低风速下的最大风能捕获、在中等风速下的定转速以及在较大风速下的恒频、恒功运行，这需要在这几大部件中有一套先进、复杂的控制算法。

随着风力发电行业的迅猛发展，风力发电的主控系统的发展正在逐渐壮大。但是，目前还缺少对风机主控系统的有效地实验室测试方法。传统测试方法都是通过野外风机进行现场模拟，但由于风是不可预测的，同时对于风的要求缺乏可控性，传统的方法很难测试出在多种风况下，风机控制系统运行情况的，并且测试时间长，效果不明显，还会增加额外成本。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提出一种风力发电机控制系统实验室测试系统和测试方法，其可有效降低成本、提高测试效率。

本发明提出的一种风力发电机控制系统实验室测试系统，包括拥有风力资料数据库的计算机、风机主控系统、测试平台，所述计算机、测试平台分别与风机主控系统相连，该测试平台包括开关量控制电路、模拟量控制电路和接收所述风机主控系统输出信号的控制电路三部分组成，所述开关量控制电路控制输出到所述风机主控系统的开关量；所述模拟量控制电路控制输出到所述风机主控系统的模拟量。

本发明提出的风力发电机控制系统实验室测试方法，包括以下步骤：

1)将计算机接入所述风机主控系统，该计算机利用其自身设有的风力资料数据库模拟多种风况下的风速与风向等信息，并将模拟信息传入所述风机主控系统；

2)所述测试平台模拟在各种风况下风机中的多种控制信号，如浪涌保护信号，温度信号，发电机加热器控制信号等等，并将该模拟的控制信号传送入所述风机主控系统中，风机主控系统做出相应反应并输出信号；

3)所述风机主控系统做出相应反应后的输出信号接入所述测试平台，在所述风机主控系统对各种输入信号做出有效处理之后，所述输出信号在所述测试平台中经测试，检测所述模拟的控制信息的正确性。

本发明所述开关量控制电路为电源、开关、电阻组成的若干个串联电路形成的并联电路，所述开关的通断模拟对所述风机主控系统中的开关量信号进行控制；所述电源的电压值为24V，所述开关闭合时，该电压值为模拟所述风机主控系统的开关量输出信号；所述模拟量控制电路由单片机AT89S52、A/D转换器、D/A转换器、V/I转换器、负载、LCD、键盘组成；所述模拟量控制电路输出4-24mA的可变电流，该可变电流对所述风机主控系统中的模拟量信号进行控制。

由于采用以上技术方案，本发明可根据长期积累下的风况数据库，利用先进的计算机技术，可以在实验室中合理模拟出自然状况下的多种风况，测试主控器的信号输出的合理性和正确性；与传统的主控系统测试方法相比较，在对风况的控制上有着很大的优势，传统方式没有有效地主控系统实验室测试平台，通常在野外风场进行测试中，风况不可控，测试效果不明显且周期长；本发明可以有效地模拟多种各种风况，并通过测试平台模拟主控系统的输入控制信号，具有很好的可控性，测试周期同传统方法相比大大减小，节省相应的成本，并可同时对多个主控系统进行测试，体积小，能耗低，使用寿命长，维护简单。

附图说明

图1为本发明风力发电机控制系统实验室测试方法流程图；

图2为本发明风力发电机控制系统实验室测试系统中的测试平台原理图；

图3为本发明风力发电机控制系统实验室测试系统中的开关量电路原理图；

图4为本发明风力发电机控制系统实验室测试系统中的模拟量电路原理图。

图中1计算机；2风机主控系统；3测试平台；4接收风机主控系统输出信号的控制电路；5开关量控制电路；6模拟量控制电路

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：