[发明专利]一种风力发电机组在环仿真测控系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源与测控技术领域，具体是一种风力发电机组在环仿真测控系统及其测试方法。

背景技术

发展清洁和绿色能源，是人类社会实现可持续健康发展的本质要求。而风力发电作为一种利用清洁绿色能源的有效方式，日益受到人们的关注和重视。

随着风力发电技术的发展，风力发电机组已经变得越来越复杂。但是，缺乏一个有效的手段对风力发电机组系统功能和机组组成部件从系统层和应用层进行全面测控和验证，大多数供应商提供的设备未经系统性验证就直接投运，存在着很大的风险，而且给现场调试及运行也带来很大困难。也有部分厂家通过半实物仿真的形式实现了风力发电机组某个部件的测控，但还没有一个完备的方案对整个风力发电机组进行测控。随着各种新机型和新设备的相继出台，如何保证风力发电机组整体设计和实施的高效性、可靠性、正确性和统一性已成为目前非常严峻的问题。从而设计一种功能完备的风力发电机组的测控系统就显得十分必要。

发明内容

针对上述问题，本发明建立了一套风力发电机组在环仿真测控系统及其测试方法，以保证风力发电机组和机组组成部件运行的可靠性、稳定性、正确性和高效性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种风力发电机组在环仿真测控系统，包括仿真模型测试设备、被测设备、系统监控设备和被测设备的监控装置；其中：

仿真模型测试设备，包括仿真模型单元、I/O通信单元和仿真测试单元，仿真模型单元编制、存储并运行被测设备的仿真模型；I/O通信单元使用真实信号硬接线和通信网络线同时连接被测设备，建立端口映射模块，形成闭环仿真数据回路；仿真测试单元调用仿真模型单元中的仿真模型运行、并产生联合仿真信号，建立风电外部模型导入模块、建立测控用例部署模块、建立数据交互中心，将该联合仿真信号通过真实硬接线和通信网络线发送至被测设备；

被测设备，是风力发电机组控制系统或风力发电机组组成部件，对联合仿真信号作出反应，并通过通信网络连接被测设备的监控装置，向其发送实时状态信号；

被测设备的监控装置，实时监测并显示被测设备的运行情况，并向被测设备和系统监控设备发送监测信号；

系统监控设备，包括人机交互单元和在线监控单元；在线监控单元通过通信网络连接并实时监控仿真模型测试设备和被测设备的监控装置，修改仿真模型测试设备中仿真模型的参数，并对联合仿真信号和被测设备的反应情况进行数据分析对比；人机交互单元显示在线监控单元和仿真测控单元的运行情况，并修改在线测试单元和仿真测控单元的运行参数。

所述仿真模型测试设备包括相互连接的模型运行设备和高速硬件I/O设备，仿真模型单元分为两部分，分别设置在模型运行设备和高速硬件I/O设备中；

模型运行设备是仿真模型单元中的一部分，根据真实情况建立被测设备相关的风力发电机组模型和发电机组运行环境模型；

高速硬件I/O设备包括仿真模型单元的另一部分，I/O通信单元和仿真测试单元，高速硬件I/O设备内的仿真模型单元建立发电机组补充模型和风力发电机组测控用例，I/O通信单元使用真实信号硬接线和通信网络线同时连接被测设备；仿真测试单元调用模型运行设备和高速硬件I/O设备内的仿真模型单元运行、产生联合仿真信号，并将该联合仿真信号发送至被测设备。

所述模型运行设备和高速硬件I/O设备通过内存反射方式连接。

所述仿真模型发电机组补充模型包括风力发电机组控制系统控制原理模型、电气行为模型和风力发电机组传感器响应模型。

所述在线测试控单元包括测控用例编辑管理功能模块、数据记录功能模块、数据分析对比功能模块、实时数据显现功能模块、数据在线修改功能模块、风机软件控制功能模块、多用户在线查看模块。

风力发电机组在环仿真测控系统的测试方法，包括以下具体步骤：

1)    仿真模型测试设备、被测设备、系统监控设备和被测设备的监控装置相互连接、调试完毕；

2)    仿真模型测试设备运行，仿真测试单元建立风电外部模型导入模块、测控用例部署模块和数据交互中心，并调用仿真模型单元中的仿真模型和测试用例运行，最终产生联合仿真信号，I/O通信单元将仿真测试单元、仿真模型单元的实时信号和联合仿真信号通过通信网络发送至系统监控设备；