[发明专利]一种风机主控系统的运行测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机测试技术，尤其涉及一种风机主控系统的运行测试系统及方法。

背景技术

风机的控制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。风机的控制系统主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统以及变频系统（变频器），偏航系统几部分组成。其中，风机主控系统是风机控制系统的主体，相当于人的大脑，能实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故障自动停机、自动电缆解绕、最大风能捕捉及自动记录与监控等重要控制、以及保护功能等，是风机的中央控制系统，风机主控系统产品的技术性能对风机的整体性能起着关键性的作用。

一个新的风力发电机（简称风机）主控系统或新的主控算法模块，在开发的前期、中期、以及投入到现场试运行之前的研发后期，也都需要在厂内进行充分的仿真验证测试，以保障各阶段的研发目标和产品性能。

目前，对风机主控系统进行验证测试所采用手段主要有以前几种：

1、利用风电领域专业的仿真软件进行控制策略的仿真。例如，利用GH Blade软件进行验证测试，该方法也是目前使用较为广泛的方法，它可以方便地修改控制策略，验证在不同工况下控制策略的有效性。但是，一个风机的主控系统不仅仅包含控制策略，还包括运行控制策略的软硬件系统以及外围的电气回路，此方法通常难以为整个风力发电机主控系统提供一个完整的综合性的验证手段；并且，很多情况下，由于实际风机主控系统运行的程序和从该系统中人工提取出来参与仿真验证的主控策略或算法程序通常是在两种编程环境下甚至是不同编程语言实现的，这种情况下，二者是存在一定差异性的。

2、利用直流或交流电机模拟原动机风轮构成的实物仿真系统。该方法由于发电机、变流器全部为实物，不存在仿真建模环节，可以对整个风机主控系统进行有效地仿真；但缺点是占地面积大，成本极高，且不易改变不同机组容量情况下对应的参数，受限于原动机的调速能力，也不易模拟各种快速变化的风速的影响。此种方法适用于厂家风机定型批量化生产之后，风机出厂前的仿真测试。即使这样，风机的仿真测试大部分是以各子系统局部测试来完成，同样难以实现全局一体化的测试；

3、利用物理可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）搭建仿真系统。该方法是在一个物理PLC系统中开发风机仿真程序，用来模拟产生或接收风机主控系统所需的环境和电气输入信号及风机控制命令输出信号，开发的风机仿真软件与风机主控系统之间通过物理电气连接的方式实现信号的交互。该方法一般需要利用手工代码编程的方式来逐步创建风机仿真程序，这种情况下，通常开发周期会很长，开发的仿真程序成本高，且机型适应性窄。

总之，现有的对风机主控系统进行验证测试所采用手段效率不高，灵活性差。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明实施例提供一种风机主控系统的运行测试系统及方法。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种风机主控系统的运行测试系统，所述系统包括：模型建立单元、语言转化单元以及控制器；其中，

模型建立单元，用于利用图形化功能的建模工具，建立风机模型；

语言转化单元，用于将建立的风机模型转化成控制器能识别的风机模型程序；

控制器，用于运行转化后的风机模型程序，在运行过程中与待测试风机主控系统进行数据对接，实现对待测试风机主控系统的运行测试。

上述方案中，所述系统还包括：验证单元，用于对建立的风机模型进行仿真验证；

相应地，语言转化单元，用于仿真验证通过后将建立的风机模型转化成控制器能识别的风机模型程序。

上述方案中，所述系统还包括：预处理单元，对建立的风机模型进行代码转化预处理；

相应地，语言转化单元，用于将代码转化预处理后的风机模型转化成控制器能识别的风机模型程序。

上述方案中，所述系统还包括：输出单元，用于在对待测风机主控系统进行运行测试的过程中，通过仿真界面输出显示相关参数变量及测试结果。

上述方案中，所述系统还包括：模型控制参数调整单元，用于在运行测试过程中，当测试需求改变时，通过仿真界面，调整风机模型的相关控制参数，并在调整相关控制参数后，触发控制器；