一种兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统技术方案

本发明专利技术为一种兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统。包括：主控制系统、被测变桨系统以及加载系统；所述主控制系统与所述变桨系统和所述加载系统以通讯方式连接，用于控制被测变桨系统的供电、变桨系统给定、变桨系统反馈信号处理、加载系统的数据采集；所述加载系统与所述变桨系统之间通过联轴器给所述变桨系统加载负载，并在联轴器上安装转速‑转矩传感器，用于测量变桨系统的负载扭矩；所述转速‑转矩传感器与主控制系统之间电连接，将所述转速‑转矩传感器采集的信号传递至所述主控制系统。本发明专利技术可以真实的反应出变桨系统所受载荷情况、过载能力、低电压穿越和高电压穿越能力，可以完全反应变桨系统的所有性能，满足对变桨系统的性能测试需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风力发电
，特别是涉及一种兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统。
技术介绍
随着世界环境问题日益凸显，特别是污染问题有位严重，风能作为可再生能源越来越受到更广泛的关注，并得到广泛的应用，从而使得风力发电机组成为太阳能利用的主要设备。变桨系统是风力发电机组的核心设备，其性能直接影响到风机的发电效率和机组的安全性。在将变桨系统安装于实际的风电机组运行之前，有必要对变桨系统样机的性能进行测试。目前，在变桨系统进行测试的方法中，首先选定一种类型的机组，在相应级别的实验台上，通过对变桨电机施加负载扭矩，模拟变桨过程中气流对桨叶的气动载荷对变桨电机转轴产生的影响，使变桨系统在恒定负载情况下，运行若干时间以对变桨系统进行测试。但上述的测试方法中，只模拟了固定风况下，变桨过程中对变桨电机转轴产生的影响，没有考虑到风力实际载荷对变桨电机产生的作用力对变桨轴承机械性能的影响，而变桨轴承的机械性能在变桨系统运行过程中起着重要的作用，因此，不能很好的反映变桨系统在实际风况下的运行性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种本专利技术提供一种兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统，以满足风电机组对变桨系统性能的测试需要。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统，包括：主控制系统、被测变桨系统以及加载系统；其中：所述主控制系统与所述变桨系统和所述加载系统以通讯方式连接，用于控制被测变桨系统的供电、变桨系统给定、变桨系统反馈信号处理、加载系统的数据采集；所述加载系统与所述变桨系统之间通过联轴器给所述变桨系统加载负载，并在联轴器上安装转速-转矩传感器，用于测量变桨系统的负载扭矩；所述转速-转矩传感器与主控制系统之间电连接，将所述转速-转矩传感器采集的信号传递至所述主控制系统。进一步地：所述系统还包括电动调压器，所述电动调压器的电源输入端与电网电连接，输出端提供给所述变桨系统电压，所述电动调压器的控制端连接所述主控制系统，由所述主控制系统输出的模拟量信号，进而调节电动调压器的输出电压，模拟电网各种工况。进一步地：所述变桨系统与电网之间还设置有可独立控制三相电的主接触器，所述主接触器的控制端与所述主控制系统通讯连接，通过主控制系统发通/断命令，分别控制变桨系统供电的一相、两相或三相，进而模拟变桨系统断电故障。进一步地：所述变桨系统包括变桨控制器、变桨驱动器、变桨传感器以及变桨电机，所述变桨控制器与变桨驱动器以通讯方式连接，变桨驱动器与变桨电机连接，变桨电机连接联轴器，变桨传感器与所述变桨控制器和变桨驱动器连接，用于采集数字量和模拟量信号。进一步地：所述加载系统，包括加载驱动器和加载电机；所述加载驱动器接收来自主控制系统的控制信号，并与加载电机连接，用于执行所述主控制系统的控制信号；所述加载电机与联轴器连接，用于给变桨系统提供扭矩。进一步地：所述加载驱动器接收主控制系统的控制命令，该指令为恒定负载转矩或随机负载转矩，同时根据控制命令驱动加载电机，模拟叶片施加给变桨轴承的载荷。进一步地：恒定负载扭矩根据载荷报告计算得出的10分钟平均扭矩T10min随机负载扭矩是利用Matlab软件按照10s的时间间隔提取各工况载荷报告数据，再利用Matlab软件和主控制系统进行通讯，进行实时数据交换。进一步地：所述系统还包括有断路器，所述断路器分为第一主断路器和主第二断路器，第一主断路器连接在电网的输出端，控制整个加载系统和变桨系统的供电，所述第二主断路器连接在所述第一主断路器与加载系统之间控制加载系统的供电。进一步地：主控制系统下发的位置给定信号给给变桨系统，所述位置给定信号包括：0°～90°的阶跃信号和正弦信号其中，A为幅值，T为周期。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统，通过模拟变桨轴承和变桨电机的转轴实际的运行情况下承受的力矩和载荷，接近真实工况。并且变桨控制系统是一套真实的系统，进而变桨控制系统在电网供电和超级电容供电的情况下，可以真实的反应出变桨系统所受载荷情况、过载能力、低电压穿越和高电压穿越能力，可以完全反应变桨系统的所有性能，满足对变桨系统的性能测试需求。附图说明图1为本专利技术的结构模块框图。图2为本专利技术的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术一方面提供了一种风电机组变桨系统的测试系统，包括：包括：主控制系统、被测变桨系统以及加载系统；主控制系统，用于控制供被测变桨系统的供电、变桨系统给定、变桨系统反馈信号处理、加载驱动器的给定、转速-转矩传感器的数据采集。其中，分别控制动力电断单项、两相和三相，时间可根据要求进行设定；可以模拟主控系统给变桨系统信号，包括位置、速度、启动、停止等命令信号；可以控制加载驱动器的输出扭矩，模拟风机叶片的载荷；可以通过控制电动调压器控制变桨系统的供电电压，模拟高电压穿越和低电压穿越测试；开关电源、断路器、接触器和继电器等低压器件组成控制电路硬件回路；变桨系统，包括变桨控制系统控制器、驱动器、电机、超级电容、编码器、限位开关、PT100、低压器件等；变桨控制器与驱动器以通讯方式连接，变桨驱动器与变桨电机连接，变桨电机与联轴器连接，传感器与控制器和驱动器连接，低压器件组成控制回路；变桨控制器与变桨驱动器连接，用于向变桨驱动器发送控制信号；变桨控制器与传感器连接，用于采集数字量和模拟量信号；变桨驱动器分别与驱动电源和变桨电机连接，用于根据所述变桨控制器的控制信号调节接入的输入电压以输出对变桨电机的控制信号；主控制系统与变桨系统和加载系统以通讯方式连接，用于控制被测变桨系统的供电、变桨系统给定、变桨系统反馈信号处理、加载系统的数据采集；加载系统与变桨系统之间通过联轴器给所述变桨系统加载负载，并在联轴器上安装转速-转矩传感器，用于测量变桨系统的负载扭矩；转速-转矩传感器与主控制系统之间电连接，将转速-转矩传感器采集的信号传递至主控制系统。该系统还包括电动调压器，电动调压器的电源输入端与电网电连接，输出端提供给变桨系统电压，电动调压器的控制端连接主控制系统，由主控制系统输出的模拟量信号，进而调节电动调压器的输出电压，模拟电网各种工况。变桨系统与电网之间还设置有可独立控制三相电的主接触器，所述主接触器的控制端与所述主控制系统通讯连接，通过主控制系统发通/断命令，分别控制变桨系统供电的一相、两相或三相，进而模拟变桨系统断电故障。变桨系统包括变桨控制器、变桨驱动器、变桨传感器以及变桨电机，所述变桨控制器与变桨驱动器以通讯方式连接，变桨驱动器与变桨电机连接，变桨电机连接联轴器，变桨传感器与所述变桨控制器和变桨驱动器连接，用于采集数字量和模拟量信号。设置超级电容与变桨驱动器的直流母线连接，用于在电网供电失败的情况下，作为备用电源供变桨系统控制电机，使风机叶片顺桨至安全位置；加载系统包括加载驱动器和加载电机；加载驱动器接收来自主控制系统的控制信号，并与加载电机连接，用于执行所述控制器的控制信号；加载电机与联轴器连接；用于给变桨系统提供扭矩。所述加载驱动器接收主控制系统的控制命令，该指令为恒定负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：包括：主控制系统、被测变桨系统以及加载系统；其中：所述主控制系统与所述变桨系统和所述加载系统以通讯方式连接，用于控制被测变桨系统的供电、变桨系统给定、变桨系统反馈信号处理、加载系统的数据采集；所述加载系统与所述变桨系统之间通过联轴器给所述变桨系统加载负载，并在联轴器上安装转速‑转矩传感器，用于测量变桨系统的负载扭矩；所述转速‑转矩传感器与主控制系统之间电连接，将所述转速‑转矩传感器采集的信号传递至所述主控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：包括：主控制系统、被测变桨系统以及加载系统；其中：所述主控制系统与所述变桨系统和所述加载系统以通讯方式连接，用于控制被测变桨系统的供电、变桨系统给定、变桨系统反馈信号处理、加载系统的数据采集；所述加载系统与所述变桨系统之间通过联轴器给所述变桨系统加载负载，并在联轴器上安装转速-转矩传感器，用于测量变桨系统的负载扭矩；所述转速-转矩传感器与主控制系统之间电连接，将所述转速-转矩传感器采集的信号传递至所述主控制系统。2.按照权利要求1所述的兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述系统还包括电动调压器，所述电动调压器的电源输入端与电网电连接，输出端提供给所述变桨系统电压，所述电动调压器的控制端连接所述主控制系统，由所述主控制系统输出的模拟量信号，进而调节电动调压器的输出电压，模拟电网各种工况。3.按照权利要求1所述的兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述变桨系统与电网之间还设置有可独立控制三相电的主接触器，所述主接触器的控制端与所述主控制系统通讯连接，通过主控制系统发通/断命令，分别控制变桨系统供电的一相、两相或三相，进而模拟变桨系统断电故障。4.按照权利要求1所述的兆瓦级风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述变桨系统包括变桨控制器、变桨驱动器、变桨传感器以及变桨电机，所述变桨控制器与变桨驱动器以通讯方式连接，变桨驱动器与变桨电机连接，变桨电机连接联轴器，变桨传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，蔡晓峰，高伟，王松，徐向宇，曾荣宇，
申请(专利权)人：沈阳华创风能有限公司，青岛华创风能有限公司，通辽华创风能有限公司，宁夏华创风能有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21