一种风电机组载荷测试系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种风电机组载荷测试系统，该系统包括气象测试系统、塔底测试系统、塔顶测试系统、轮毂测试系统、不间断电源供电系统；气象测试系统设有与塔底测试系统无线通讯的无线数据发射装置；塔底测试系统设有两个分别接收气象测试系统和塔顶测试系统无线数据的无线数据接收装置；塔顶测试系统设有将测试数据传输给塔底测试系统的无线数据发射装置和接收轮毂测试系统无线数据的无线数据接收装置；轮毂测试系统设有将数据传送给塔顶测试系统的无线数据发射装置。本实用新型专利技术提供的技术方案实现了不同测点、不同子系统之间的无线数据传输与通讯，大大节约了测试成本，缩短了测试周期，提高了测试效率。

A load test system for wind turbines

The utility model provides a wind turbine load test system, the system including meteorological test system, the bottom of the tower top test system, test system, test system, hub uninterruptible power supply system; wireless data transmitting device is provided with a wireless communication system of meteorological test system test and the bottom of the tower; the bottom of the tower is equipped with two test system a wireless data receiving meteorological test system and test system of the top wireless data receiving device; the test system with wireless data transmission of data to the bottom of the tower will test the test system of wireless data transmitting device and a wireless data receiving wheel test system test system has a receiving device; the hub transmits the data to the wireless data test system for launch device. The technical proposal provided by the utility model realizes the wireless data transmission and communication between different measuring points and different subsystems, greatly saves the test cost, shortens the testing cycle, and improves the testing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组载荷测试系统
本技术涉及新能源接入与控制系统，具体涉及一种风电机组载荷测试系统。
技术介绍
风力发电作为可再生能源开发中技术最成熟的、最具有规模开发和商业化发展前景的发电方式之一，由于其在降低环境污染、调整能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用，越来越受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和应用。近年来我国风力发电发展势头迅猛，风电装机每年翻番，风电机组自身的结构安全，即安全性能指标逐渐成为风电机组制造商、业主及投资商关注的焦点。为了运用测试手段了解风电机组实际的结构全性能，IEC61400-13：2015,Windturbines–Part13:Measurementofmechanicalloads给出了具体的测试方法。即同时测量气象数据(主要包括：轮毂高度风速、风向、温度、气压等)、载荷数据(主要包括：塔底俯仰与倾覆弯矩、塔顶俯仰与倾覆弯矩、塔顶扭矩、主轴弯矩、主轴扭矩、叶根摆振弯矩与挥舞弯矩)、电气数据(主要包括：有功功率、无功功率、转速、桨距角等)、其他数据(主要包括：并网、状态、故障等)，运用统计的方法得出不同风速、不同运行工况下的风电机组各个主要结构部件的载荷响应情况，将是测载荷数据与设计载荷数据进行比较分析，从而判断风电机组是否处于安全运行状态。但是，由于测试需要采集的数据量大、测点分散、测点间的距离远且涉及旋转部件与固定部件的通讯以及数据传输问题，传统的布线，通过CANBUS信号进行传输的方式耗费大量人力物力，而且不稳定。经常会出现，由于通讯导致的系统故障，直接导致测试周期延常，测试成本增加。而且，随着海上风电技术的不断发展，海上风电机组的载荷测试势在必行。但是，在海上运用布线的方式实现各个子测试系统之间的数据传输与通讯显然是不现实的。根据IEC61400-13：2015,Windturbines–Part13:Measurementofmechanicalloads标准要求，需要同时测量风速、风向、温度、气压等气象量，塔底俯仰弯矩、倾覆弯矩、塔顶扭矩、主轴弯矩、扭矩、叶根摆振弯矩、挥舞弯矩等载荷量，功率、转速、桨距角等电气量。测量的物理量多，测点分散，测试系统数据采集各个子系统之间的距离100-350米不等。传统的风电机组载荷测试，采用分布式载荷测试系统，测试子系统之间通过CANBUS协议传输信号。但是由于，风电机组轮毂载荷测试系统处于旋转状态加上风电机组本身的电磁干扰的影响，它与其他系统之间的通讯经常会出现异常，导致测试数据无法正常采集。为克服上述缺陷需要提供一种基于无线数据传输技术，结合风电机组载荷测试相关标准及其实际应用的风电机组载荷测试系统，来满足风电机组载荷测试过程中通讯传输的不足。
技术实现思路
本技术提出了一种基于无线传输技术的风电机组分布式载荷测试系统，运用无线数据传输技术，载荷测试各个子系统之间的通讯信号传输，避免了通讯中断导致测试无法进行的现象发生。本技术提供一种风电机组载荷测试系统，该风电机组载荷测试系统包括气象测试系统、塔底测试系统、塔顶测试系统、轮毂测试系统和不间断电源供电系统；所述气象测试系统设置有大功率无线数据发射装置，将测试数据以无线通讯的方式传输给塔底测试系统设置的无线数据接收装置；所述塔底测试系统设置有两个无线数据接收装置，同时接收来自气象测试系统和塔顶测试系统的无线数据，并将数据存储在本地工业控制器内；所述塔顶测试系统设置有将测试数据传输给塔底测试系统的无线数据发射装置，和用于接收轮毂测试系统无线数据的无线数据接收装置；所述轮毂测试系统设置有一个大功率的无线数据发射装置，将测试数据实时传送给塔顶测试系统；所述不间断电源系统与塔底测试系统连接，为塔底测试系统供电。气象测试系统的信号区包括数字量采集模块、模拟量采集模块、光电隔离模块、气压计模块、数字信号模块和模拟信号模块；所述模拟量采集模块的一端接口与光电隔离模块连接，另一端接口与数字量采集模块的一端接口连接；所述模拟信号模块与模拟量采集模块连接；所述数字信号模块与数字量采集模块连接。气象测试系统的电源区包括三相插座和串联的断路器模块、高频滤波模块、电源模块。气象测试系统的外设区包括照明模块和空调模块。塔底测试系统的信号区包括信号采集模块、光电隔离模块、应变放大隔离模块、模拟信号模块和24V高低电频模块；所述光电隔离模块、应变隔离放大模块、模拟信号模块和24V高低电频模块分别与信号采集模块连接。塔底测试系统的电源区包括三相插座和串联的断路器模块、高频滤波模块、电源模块。塔底测试系统的外设区包括照明模块、空调模块、工控机模块和显示器。塔顶测试系统的信号区包括信号采集模块、光电隔离模块、CAN防雷模块、应变放大隔离模块和模拟信号模块；所述光电隔离模块、CAN防雷模块、应变放大隔离模块和模拟信号模块分别与信号采集模块连接。塔顶测试系统的电源区包括三相插座和串联的断路器模块、高频滤波模块、电源模块。塔顶测试系统的外设区包括照明模块和温度控制模块。轮毂测试系统的信号区包括信号采集模块、CAN防雷模块和应变放大隔离模块；所述CAN防雷模块和应变放大隔离模块分别与信号采集模块连接。轮毂测试系统的电源区包括电源滤波模块。轮毂测试系统的外设区包括照明模块和温度控制模块。与最接近的现有技术比，本技术提供的技术方案具有以下优异效果：本技术设计了一种基于无线数据传输技术的风电机组载荷测试系统，该系统可以实现不同测点、不同子系统之间的无线数据传输与通讯，大大节约了测试成本，缩短了测试周期，提高了测试效率。本技术对于提高风电机组载荷测试的效率、提高测试系统稳定性具有十分重要的意义。附图说明图1为本技术一种风电机组载荷测试系统的结构示意图；图2为本技术气象测试系统的结构示意图；图3为本技术塔底测试系统的结构示意图；图4为本技术塔顶测试系统的结构示意图；图5为本技术轮毂测试系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细的说明：本技术提供了一种风电机组载荷测试系统，如图1所示该系统包括气象测试系统、塔底测试系统、塔顶测试系统、轮毂测试系统和不间断电源供电系统；所述气象测试系统设置有大功率无线数据发射装置，将测试数据以无线通讯的方式传输给塔底测试系统设置的无线数据接收装置；所述塔底测试系统设置有两个无线数据接收装置，同时接收来自气象测试系统和塔顶测试系统的无线数据，并将数据存储在本地工业控制器内；所述塔顶测试系统设置有将测试数据传输给塔底测试系统的无线数据发射装置，和用于接收轮毂测试系统无线数据的无线数据接收装置；所述轮毂测试系统设置有一个大功率的无线数据发射装置，将测试数据实时传送给塔顶测试系统；所述不间断电源系统与塔底测试系统连接，为塔底测试系统供电。所述气象测试系统采集轮毂中心高度风速、风向、温度、气压等气象信号，并将信号数据整理发送至塔底测试主系统，进行存储；如附图2所示，气象测试系统的信号区包括数字量采集模块、光电隔离模块、信号防雷模块、气压计模块、风速信号模块、和模拟量采集模块；所述模拟量采集模块的一端接口与光电隔离模块连接，另一端接口与数字量采集模块的一端接口连接；所述气压计模块与信号防雷模块连接；所述风速信号模块一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电机组载荷测试系统，其特征在于，该风电机组载荷测试系统包括气象测试系统、塔底测试系统、塔顶测试系统、轮毂测试系统和不间断电源供电系统；所述气象测试系统设置有大功率无线数据发射装置，将测试数据以无线通讯的方式传输给塔底测试系统设置的无线数据接收装置；所述塔底测试系统设置有两个无线数据接收装置，同时接收来自气象测试系统和塔顶测试系统的无线数据，并将数据存储在本地工业控制器内；所述塔顶测试系统设置有将测试数据传输给塔底测试系统的无线数据发射装置，和用于接收轮毂测试系统无线数据的无线数据接收装置；所述轮毂测试系统设置有一个大功率的无线数据发射装置，将测试数据实时传送给塔顶测试系统；所述不间断电源系统与塔底测试系统连接，为塔底测试系统供电。

【技术特征摘要】
1.一种风电机组载荷测试系统，其特征在于，该风电机组载荷测试系统包括气象测试系统、塔底测试系统、塔顶测试系统、轮毂测试系统和不间断电源供电系统；所述气象测试系统设置有大功率无线数据发射装置，将测试数据以无线通讯的方式传输给塔底测试系统设置的无线数据接收装置；所述塔底测试系统设置有两个无线数据接收装置，同时接收来自气象测试系统和塔顶测试系统的无线数据，并将数据存储在本地工业控制器内；所述塔顶测试系统设置有将测试数据传输给塔底测试系统的无线数据发射装置，和用于接收轮毂测试系统无线数据的无线数据接收装置；所述轮毂测试系统设置有一个大功率的无线数据发射装置，将测试数据实时传送给塔顶测试系统；所述不间断电源系统与塔底测试系统连接，为塔底测试系统供电。2.如权利要求1所述的风电机组载荷测试系统，其特征在于，所述气象测试系统的信号区包括数字量采集模块、模拟量采集模块、光电隔离模块、气压计模块、数字信号模块和模拟信号模块；所述模拟量采集模块的一端接口与光电隔离模块连接，另一端接口与数字量采集模块的一端接口连接；所述模拟信号模块与模拟量采集模块连接；所述数字信号模块与数字量采集模块连接。3.如权利要求2所述的风电机组载荷测试系统，其特征在于，所述气象测试系统的电源区包括三相插座和串联的断路器模块、高频滤波模块、电源模块。4.如权利要求1所述的风电机组载荷测试系统，其特征在于，所述气象测试系统的外设区包括照明模块和空调模块。5.如权利要求1所述的风电机组载荷测试系统，其特征在于，所述塔底测试系统的信号区包括信号采集模...

【专利技术属性】
技术研发人员：付德义，薛扬，王瑞明，边伟，马晓晶，李松迪，周士栋，龚利策，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京,11