一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统技术方案

本申请实施例公开一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，包括：用于模拟风电机组运行数据的数据仿真装置、用于呈现风电机组运行状态的虚拟实现装置、用于采集和分析风电机组运行数据的数据监控装置以及用于模拟真实风电机组的风电机组模拟装置；所述数据仿真装置、所述虚拟实现装置以及所述风电机组模拟装置之间通过网络连接；所述风电机组模拟装置的输出端与所述数据监控装置的输入端连接。采用本申请所述的系统，能够通过数据仿真装置生成模拟数据，由虚拟实现装置根据该模拟数据呈现具体场景，风电机组模拟装置供给用户实际操作，使得实验训练系统更加贴近真实的操作场景，提升了实验训练的效果，降低了实验成本。

A kind of loop simulation and virtual training system based on wind turbine hardware

【技术实现步骤摘要】
一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统
本技术涉及风电机组仿真教学领域，具体涉及一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统。
技术介绍
随着风力发电技术的快速发展，风力发电行业急需培养更多具有实践经验的优秀技术人才，高等院校的风力发电相关专业应运而生。但是，实验教学过程通常是在实验室内基于仿真模型完成，使得实验教学过程与实际风电机组运行场景相差较大，导致教学效果较差，而真正的风力发电机组通常造价比较昂贵、风电机组的控制过程复杂难懂，难以将实际的风力发电机组运行过程应用到普通高校教学当中。因此，为了可以更加灵活对实验实训系统中各个部件的运行参数进行调整，使得实验训练系统更加贴近真实的操作场景，从而满足当前实验教学需求，如何设计一种可以基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统就成为了一项急需解决的问题。
技术实现思路
为此，本技术实施例提供一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，以解决现有技术中存在的风电机组实验训练系统无法模仿真实的工作场景，导致实验教学效果较差，进而无法满足用户要求的问题。为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：本技术提供一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，包括：用于模拟风电机组运行数据的数据仿真装置、用于根据所述模拟风电机组运行数据呈现风电机组运行状态的虚拟实现装置、用于采集和分析所述模拟风电机组运行数据的数据监控装置以及用于根据所述模拟风电机组运行数据模拟真实风电机组状况的风电机组模拟装置；所述数据仿真装置、所述虚拟实现装置以及所述风电机组模拟装置之间通过通信线路连接；所述风电机组模拟装置的输出端与所述数据监控装置的输入端连接。进一步的，所述数据仿真装置包括：用于生成模拟风电场周围环境数据的风电场数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内传感器运行数据的风电机组传感器数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内交流器运行数据的交流器数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内变桨子系统运行数据的变桨数据模拟模块。进一步的，所述风电机组模拟装置包括：与真实风电机组的主控柜相对应的主控装置、与真实风电机组机舱相对应的外置机舱装置；其中，所述外置机舱装置包括：变桨子系统、变流器、传感器、偏航电机以及变桨电机。进一步的，所述虚拟实现装置包括：用于呈现风电机组运行状态场景的VR头盔、用于生成风电机组内齿轮箱运行状态场景的第一虚拟实现模块、用于生成风电机组内风轮运行状态场景的第二虚拟实现模块、用于生成风电机组内发电机运行状态场景的第三虚拟实现模块以及用于生成风电机组内控制子系统运行状态场景的第四虚拟实现模块。进一步的，所述数据仿真装置还包括：用于传送数据的板卡装置；其中，所述板卡装置包括：DI板卡、DO板卡、AI板卡、AO板卡、CANBUS板卡、RS485板卡以及PROFIBUS板卡。进一步的，所述风电场数据模拟模块包括：用于生成模拟风电机组周围风速数据的风速数据模拟模块、用于生成模拟风电机组周围风向数据的风向数据模拟模块、用于生成模拟风电机组周围环境数据的环境温度模拟模块。进一步的，所述风电机组传感器数据模拟模块包括：用于生成模拟风电机组内偏航传感器数据的偏航传感器数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内变桨传感器数据的变桨传感器数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内温度传感器数据的温度传感器数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内震动传感器数据的震动传感器数据模拟模块。进一步的，所述数据仿真装置还包括：变流器运行数据模拟模块、变桨控制子系统运行数据模拟模块、液压站运行数据模拟模块、齿轮箱运行数据模拟模块、风轮运行数据模拟模块、供电子系统数据模拟模块以及润滑子系统数据模拟模块。进一步的，所述数据仿真装置还包括：SCADA遥控数据模拟模块、SCADA遥信数据模拟模块、SCADA遥测数据模拟模块以及SCADA遥调数据模拟模块。采用本技术所述的基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，能够通过数据仿真装置生成针对风电机组运行情况的模拟数据，由虚拟实现装置根据该模拟数据呈现具体的风电机组运行场景，风电机组模拟装置供给用户实际操作，使得实验训练系统更加贴近真实的操作场景，提升了实验训练的效果，降低了实验成本。附图说明为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本技术实施例提供的一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统的示意图；图2为本技术实施例提供的一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统中数据仿真装置控制面板示意图；其中，所述图1中：101为数据仿真装置、102为虚拟实现装置、103为数据监控装置、104为风电机组模拟装置、1041为外置机舱装置、1042为主控装置；所述图2中：201为总电源开关、202为DI板卡、203为DO板卡、204为AI板卡、205为触摸屏、206为开关电源、207为AO板卡、208为PROFIBUS板卡、209为RS485板卡、210为CANBUS板卡、211为接线端子。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面基于本技术所述的针对变桨与偏航实验的仿真系统，对其实施例进行详细描述。如图1所示，其为本技术实施例提供的一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统的示意图。本技术的具体实现过程包括以下部分：用于模拟风电机组运行数据的数据仿真装置101、用于根据所述模拟风电机组运行数据呈现风电机组运行状态的虚拟实现装置102、用于采集和分析风所述模拟电机组运行数据的数据监控装置103以及用于根据所述模拟风电机组运行数据模拟真实风电机组运行状况的风电机组模拟装置104。其中，所述数据仿真装置101、所述虚拟实现装置102以及所述风电机组模拟装置104之间通过无线网络连接；所述风电机组模拟装置104的输出端与所述数据监控装置103的输入端连接。具体的，所述数据仿真装置101可以包括：用于生成模拟风电场周围环境数据的风电场数据模拟模块、用于生成模拟风电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，其特征在于，包括：用于模拟风电机组运行数据的数据仿真装置、用于根据所述模拟风电机组运行数据呈现风电机组运行状态的虚拟实现装置、用于采集和分析所述模拟风电机组运行数据的数据监控装置以及用于根据所述模拟风电机组运行数据模拟真实风电机组状况的风电机组模拟装置；所述数据仿真装置、所述虚拟实现装置以及所述风电机组模拟装置之间通过通信线路连接；所述风电机组模拟装置的输出端与所述数据监控装置的输入端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，其特征在于，包括：用于模拟风电机组运行数据的数据仿真装置、用于根据所述模拟风电机组运行数据呈现风电机组运行状态的虚拟实现装置、用于采集和分析所述模拟风电机组运行数据的数据监控装置以及用于根据所述模拟风电机组运行数据模拟真实风电机组状况的风电机组模拟装置；所述数据仿真装置、所述虚拟实现装置以及所述风电机组模拟装置之间通过通信线路连接；所述风电机组模拟装置的输出端与所述数据监控装置的输入端连接。


2.根据权利要求1所述的基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，其特征在于，所述数据仿真装置包括：用于生成模拟风电场周围环境数据的风电场数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内传感器运行数据的风电机组传感器数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内交流器运行数据的交流器数据模拟模块、用于生成模拟风电机组内变桨子系统运行数据的变桨数据模拟模块。


3.根据权利要求1所述的基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，其特征在于，所述风电机组模拟装置包括：与真实风电机组的主控柜相对应的主控装置、与真实风电机组机舱相对应的外置机舱装置；其中，所述外置机舱装置包括：变桨子系统、变流器、传感器、偏航电机以及变桨电机。


4.根据权利要求1所述的基于风电机组硬件的环仿真及虚拟训练系统，其特征在于，所述虚拟实现装置包括：用于呈现风电机组运行状态场景的VR头盔、用于生成风电机组内齿轮箱运行状态场景的第一虚拟实现模块、用于生成风电机组内风轮运行状态场景的第二虚拟实现模块、用于生成风电机组内发电机运行状态场景的第三虚拟实现模块以及用于生成风电机组内控制子系统运行状态场景的第四虚拟实现模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚书林，
申请(专利权)人：辽宁三核科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21