[实用新型]包含液压变桨系统的风力发电机组硬件在环仿真测试装置

说明书

本实用新型公开了包含液压变桨系统的风力发电机组硬件在环仿真测试装置，包括测试柜以及测试柜内设有的Matlab/Simulink模块、主控PLC模块、变桨PLC模块、人机交互界面和硬件接口，主控PLC模块与变桨PLC模块通过CAN总线连接，人机交互界面与Matlab/Simulink模块、主控PLC模块、变桨PLC模块通过以太网连接；本实用新型通过Matlab/Simulink模块建立整机数学模型更准确的反应实际的机组的响应，模拟整个风机的运行状态；主控PLC模块与变桨PLC模块的引入完整的再现了现场控制系统的组成，既减少在实际机组测试的风险，也准确的描述了机组的特性。

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种包含液压变桨系统的风力发电机组硬件在环仿真测试装置。

背景技术

包含有液压变桨系统的风力发电机组的控制系统是驱动实际机组在合理运行风速区间转动并网发电的核心，它包括且不仅限于：1)主控系统，其中主控制器负责下发扭矩和桨距角指令，各个子系统控制器负责对所有部件(冷却系统，润滑系统等)进行监控和控制；2)变流器控制系统，负责接收主控制器的扭矩指令对电力电子装置进行控制；3)桨距角控制系统，负责接收主控制器的桨距角指令对液压变桨执行机构进行实际控制实现桨距角的调整。

在部分子系统(如某个部件)发生变更时，或者开发新的控制策略时，验证控制系统的正确性需要进行整机测试，最直接的方式是对实际机组进行调试，但是会带来不同程度的安全隐患。硬件在环仿真测试装置为验证控制系统提供了另一种途径。

传统的硬件在环系统在模拟变流器和变桨系统时会根据自身硬件条件做出调整：1)完整的引入变流器与桨距角系统；2)在仿真模型中用迟滞环节代替实际的变流器与桨距角控制系统。前者对硬件条件要求严格，会造成整个硬件在环测试装置的成本过高；后者较容易实现，但是对于包含液压变桨系统的机组，由于实际机械系统的高度非线性特征以及变桨控制系统的自身的设置，单纯的迟滞环节不能准确的反应子系统的特性。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种包含液压变桨系统的风力发电机组硬件在环仿真测试装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包含液压变桨系统的风力发电机组硬件在环仿真测试装置，包括测试柜以及测试柜内设有的Matlab/Simulink模块、主控PLC模块、变桨PLC模块、人机交互界面和硬件接口，所述硬件接口包括I/O模块、CAN总线接口、以太网接口、电缆、光纤，Matlab/Simulink模块内设有的变流器模型与主控PLC模块通过CAN总线连接，Matlab/Simulink模块内设有的变桨模型与变桨PLC模块通过CAN总线连接，主控PLC模块与变桨PLC模块通过CAN总线连接，人机交互界面与Matlab/Simulink模块、主控PLC模块、变桨PLC模块通过以太网连接。

具体的是，所述测试柜内还设有电源模块，电源模块与Matlab/Simulink模块、主控PLC模块、变桨PLC模块和人机交互界面通过电缆连接。

具体的是，所述测试柜还设有对外接口，对外接口包括接口1、接口2和接口3，接口1与主控PLC模块通过光纤连接，接口2与主控PLC模块通过CAN总线或者I/O模块连接，接口3与变桨PLC模块通过I/O模块连接。

具体的是，所述Matlab/Simulink模块中还包括叶轮模型、传动系模型、塔架模型。

具体的是，所述主控PLC模块设有主控制器、机舱子系统监控和塔底子系统监控。

具体的是，所述变桨PLC模块设有轮毂子系统监控以及液压变桨控制器。

具体的是，所述主控PLC模块和变桨PLC模块支持OPC协议，主控PLC模块、变桨PLC模块和Matlab/Simulink模块与OPC服务器进行交互。