风力发电机组的联调测试系统技术方案

提供一种风力发电机组的联调测试系统，包括：被测风机系统、风机拖动系统、上位机和连轴装置，其中，被测风机系统包括风机控制器、风机变流器和风力发电机，风机拖动系统包括拖动控制器、拖动变流器和拖动电机，其中，风机控制器将特定风况下的运行数据发送给上位机，上位机基于特定风况下的运行数据和特定风况下的仿真风速确定给定转速，并经由拖动控制器将给定转速发送给拖动变流器，拖动变流器确定与给定转速等效的给定电流，并利用给定电流控制拖动电机以给定转速转动，拖动电机通过连轴装置带动风力发电机以给定转速转动。根据所述系统，有效地提高了风力发电机组的运行安全和测试安全，节省了风力发电机组测试成本，并增加了机组可靠性。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的联调测试系统
本专利技术涉及风力发电机组硬件在环测试领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的联调测试系统。
技术介绍
风力发电技术是获取新型清洁能源的主要技术手段，基本原理是将风的动能通过风力发电机转换为电能，主要实现方式是风力发电机组将风能转换为机械功，利用机械功带动转子旋转，并最终输出交流电能。通常，风力发电机组的各组成部分(例如，机舱、发电机、液压系统等)均是独立进行设计和测试的，当对整体安装好的上述组成部分完成软件控制和通信开发后，会将风力发电机组运到风电场进行调试以保证其运行正常，但是由于风电场地域辽阔且环境多变，有些极限工况无法模拟，并且，对风力发电机组进行现场调试，也无法保证工作人员的安全。为了解决上述问题，现有技术中会搭建用于测试风力发电机组的子部件的测试平台，但是这种测试平台并未考虑到整机运行时对子部件的影响，因此，在测试准确度方面具有局限性。此外，现有技术中还会搭建小容量的风力发电机组的测试模型，但这种测试模型仅能反映小容量的风力发电机组的性能，无法反映大容量的风力发电机组的性能(例如，运行特性等)，因此，不具有广泛适用性。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例在于提供一种风力发电机组的联调测试系统，以克服现有的测试平台无法对任意功率的风力发电机组进行联调测试的缺陷。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种风力发电机组的联调测试系统，其特征在于，所述联调测试系统包括：被测风机系统、风机拖动系统、上位机和连轴装置，其中，所述被测风机系统包括风机控制器、风机变流器和风力发电机，所述风机拖动系统包括拖动控制器、拖动变流器和拖动电机，其中，所述风机变流器与电网相连接，其中，所述风机控制器将特定风况下的运行数据发送给所述上位机，所述上位机基于所述特定风况下的运行数据和特定风况下的仿真风速确定给定转速，并经由所述拖动控制器将所述给定转速发送给所述拖动变流器，所述拖动变流器确定与所述给定转速等效的给定电流，并利用所述给定电流控制所述拖动电机以所述给定转速转动，所述拖动电机通过所述连轴装置带动所述风力发电机以所述给定转速转动，其中，所述特定风况下的运行数据包括实时变桨位置、实时偏航位置和机侧扭矩，其中，所述机侧扭矩是指所述风机控制器将扭矩需求发送给所述风机变流器后，所述风机变流器根据所述扭矩需求控制所述风力发电机发电后所得到的真实扭矩。可选地，所述特定风况下的运行数据包括实时变桨位置、实时偏航位置和机侧扭矩，其中，所述机侧扭矩是指所述风机控制器将扭矩需求发送给所述风机变流器后，所述风机变流器根据所述扭矩需求控制所述风力发电机发电后所得到的真实扭矩。可选地，所述风机变流器还确定与所述扭矩需求等效的给定电流，并控制所述风力发电机按照所述给定电流进行并网发电。可选地，所述被测风机系统还包括变桨系统和偏航系统，其中，所述风机控制器将变桨需求发送给所述变桨系统，所述变桨系统基于所述变桨需求进行运转并向所述风机控制器反馈实时变桨位置，所述风机控制器还将偏航需求发送给所述偏航系统，所述偏航系统基于所述偏航需求向所述风机控制器反馈实时偏航位置。可选地，所述联调测试系统还包括：电源回馈装置，其中，所述电源回馈装置从所述风机变流器获取能量，并向所述风机拖动系统进行供电。可选地，所述拖动电机向所述拖动变流器反馈机侧电流，所述拖动变流器基于所述机侧电流确定所述拖动电机的真实转速，并将所述真实转速发送到所述上位机，所述上位机确定所述真实转速和所述给定转速之间的转速偏差，并确定所述转速偏差与预定偏差之间的差值是否大于预定阈值，当所述转速偏差大于预定阈值时，所述上位机控制所述风机拖动系统停机。可选地，所述联调测试系统还包括：被测风机系统安全链和风机拖动系统安全链，其中，所述被测风机系统安全链包括风机变流器安全子链，所述风机拖动系统安全链包括拖动变流器安全子链，其中，所述风机变流器安全子链包括多个风机变流器故障节点和风机安全继电器，所述拖动变流器安全子链包括与风机变流器故障节点对应的拖动变流器故障节点和拖动安全继电器，其中，相对应的风机变流器故障节点和拖动变流器故障节点相互串联后，分别连接到所述风机安全继电器和所述拖动安全继电器，所述风机安全继电器和所述风机变流器相连接，所述拖动安全继电器与所述拖动变流器相连接，其中，当所述风机变流器故障节点或拖动变流器故障节点被触发时，触发所述风机安全继电器和所述拖动安全继电器断开，以使所述风机变流器和所述拖动变流器急停。可选地，所述被测风机系统还包括风力发电机冷却装置和风机变流器冷却装置，其中，所述风力发电机冷却装置用于在所述风机控制器的控制下使所述风力发电机的温度在所有工况下都保持在风力发电机预定温度范围内，所述风机变流器冷却装置用于在所述风机控制器的控制下使所述风机变流器的温度在所有工况下都保持在风机变流器预定温度范围内；所述风机拖动系统还包括拖动电机冷却装置和拖动变流器冷却装置，其中，所述拖动电机冷却装置用于在所述拖动控制器的控制下使所述拖动电机的温度在所有工况下都保持在拖动电机预定温度范围内，所述拖动变流器冷却装置用于在所述拖动控制器的控制下使所述拖动变流器的温度在所有工况下都保持在拖动变流器预定温度范围内。可选地，所述被测风机系统还包括机舱通信系统，其中，所述风机控制器经由所述机舱通信系统与所述变桨系统、所述偏航系统和所述风机变流器中的至少一个进行数据交互。可选地，应用所述联调测试系统执行以下测试中的任意一项：起停机测试、全功率发电测试、限功率测试、故障模拟测试、被测风机系统与控制策略的匹配性测试、转速跟随测试、扭矩跟随测试、被测风机系统通信运行情况测试。可选地，所述特定风况下的运行数据还包括所述风力发电机的真实转速，其中，当应用所述联调测试系统执行起停机测试时，所述风机控制器还获取所述被测风机系统在特定风况下的状态数据，并基于所述特定风况下的状态数据和所述特定风况下的运行数据进行起停机测试，其中，所述被测风机系统的状态数据包括所述风机变流器的状态数据、所述变桨系统的状态数据和所述风机控制器的状态数据。可选地，所述特定风况下的运行数据还包括被测风机系统所在机舱的振动数据和温度数据，其中，当应用所述联调测试系统执行全功率发电测试时，所述风机控制器基于所述特定风况下的运行数据进行全功率发电测试。在根据本专利技术示例性实施例的风力发电机组的联调测试系统中，能够利用拖动电机拖动风力发电机来模拟实际风力发电机的发电情况，从而可以对被测风机系统的软件和硬件进行充分的测试验证以解决相应的问题(例如，当某项测试不合格时，可在风力发电机组出厂前解决)，此外，与现场调试相比，由于测试过程中并不涉及真实的机组叶片部件，因此有效地提高了风力发电机组的运行安全和测试安全，同时大幅度减少了测试时间，节省了风力发电机组测试成本的可靠性。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术总体构思的实施而得知。附图说明通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本专利技术示例性实施例的上述和其他目的将会变得更加清楚，其中：图1示出根据本专利技术示例性实施例的风力发电机组的联调测试系统的框图；图2示出根据本专利技术另一示例性实施例的风力发电机组的联调测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的联调测试系统，其特征在于，所述联调测试系统包括：被测风机系统、风机拖动系统、上位机和连轴装置，其中，所述被测风机系统包括风机控制器、风机变流器和风力发电机，所述风机拖动系统包括拖动控制器、拖动变流器和拖动电机，其中，所述风机变流器与电网相连接，其中，所述风机控制器将特定风况下的运行数据发送给所述上位机，所述上位机基于所述特定风况下的运行数据和特定风况下的仿真风速确定给定转速，并经由所述拖动控制器将所述给定转速发送给所述拖动变流器，所述拖动变流器确定与所述给定转速等效的给定电流，并利用所述给定电流控制所述拖动电机以所述给定转速转动，所述拖动电机通过所述连轴装置带动所述风力发电机以所述给定转速转动。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的联调测试系统，其特征在于，所述联调测试系统包括：被测风机系统、风机拖动系统、上位机和连轴装置，其中，所述被测风机系统包括风机控制器、风机变流器和风力发电机，所述风机拖动系统包括拖动控制器、拖动变流器和拖动电机，其中，所述风机变流器与电网相连接，其中，所述风机控制器将特定风况下的运行数据发送给所述上位机，所述上位机基于所述特定风况下的运行数据和特定风况下的仿真风速确定给定转速，并经由所述拖动控制器将所述给定转速发送给所述拖动变流器，所述拖动变流器确定与所述给定转速等效的给定电流，并利用所述给定电流控制所述拖动电机以所述给定转速转动，所述拖动电机通过所述连轴装置带动所述风力发电机以所述给定转速转动。2.如权利要求1所述的联调测试系统，其特征在于，所述特定风况下的运行数据包括实时变桨位置、实时偏航位置和机侧扭矩，其中，所述机侧扭矩是指所述风机控制器将扭矩需求发送给所述风机变流器后，所述风机变流器根据所述扭矩需求控制所述风力发电机发电后所得到的真实扭矩。3.如权利要求1所述的联调测试系统，其特征在于，所述风机变流器还确定与所述扭矩需求等效的给定电流，并控制所述风力发电机按照所述给定电流进行并网发电。4.如权利要求1所述的联调测试系统，其特征在于，所述被测风机系统还包括变桨系统和偏航系统，其中，所述风机控制器将变桨需求发送给所述变桨系统，所述变桨系统基于所述变桨需求进行运转并向所述风机控制器反馈实时变桨位置，所述风机控制器还将偏航需求发送给所述偏航系统，所述偏航系统基于所述偏航需求向所述风机控制器反馈实时偏航位置。5.如权利要求1所述的联调测试系统，其特征在于，所述联调测试系统还包括：电源回馈装置，其中，所述电源回馈装置从所述风机变流器获取能量，并向所述风机拖动系统进行供电。6.如权利要求1所述的联调测试系统，其特征在于，所述拖动电机向所述拖动变流器反馈机侧电流，所述拖动变流器基于所述机侧电流确定所述拖动电机的真实转速，并将所述真实转速发送到所述上位机，所述上位机确定所述真实转速和所述给定转速之间的转速偏差，并确定所述转速偏差与预定偏差之间的差值是否大于预定阈值，当所述转速偏差大于预定阈值时，所述上位机控制所述风机拖动系统停机。7.如权利要求1所述的联调测试系统，其特征在于，所述联调测试系统还包括：被测风机系统安全链和风机拖动系统安全链，其中，所述被测风机系统安全链包括风机变流器安全子链，所述风机拖动系统安全链包括拖动变流器安全子链，其中，所述风机变流器安全子链包括多个风机变流器故障节点和风机安全继电器，所述拖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新丽，马羽龙，董广阔，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11