风力发电机组的仿真实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种风力发电机组的仿真实验装置，包括仿真器、PLC主控器、变桨执行机构、偏航执行机构以及变流器系统，仿真器分别与PLC主控器、变桨执行机构、偏航执行机构、变流器系统通信连接，PLC主控器分别与变桨执行机构、偏航执行机构、变流器系统通信连接；仿真器仿真风力发电机组的机械模型；PLC主控器控制变桨执行机构和偏航执行机构分别动作，仿真器根据变桨执行机构的输出确定出的桨距角、偏航执行机构的输出确定出的机舱偏航角度以及变流器系统输出的转矩信号，模拟对机械模型的控制。本实用新型专利技术能够直观地表现出过程控制风力发电机组的执行动作。力发电机组的执行动作。力发电机组的执行动作。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的仿真实验装置


[0001]本技术涉及风力发电机组的仿真设备领域，尤其涉及一种风力发电机组的仿真实验装置。

技术介绍

[0002]风力发电机组的半实物仿真平台可以集成大型机组的运行工况设定、控制器测试环节，缩短开发周期，以提升风力发电机组的开发效率。半实物仿真平台主要由运行仿真系统的计算机、运行风力发电机组主控系统的主控器和一些扩展功能组成，主要可以分为两个部分：一是硬件控制器和用来满足计算的风力发电机组模型，能够计算和响应控制器和风力发电机组之间的指令；二是用来为外部控制器建立正确连接的数据通讯接口，将模拟计算结果，如风
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浪
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流数据、桨距角、发电机转速、转矩等信息反馈给风力发电机组外部控制器。
[0003]现有的风力发电机组的半实物仿真平台，在执行变桨控制和偏航控制的实现依然是在Bladed软件中进行的，缺少变桨驱动和偏航驱动的硬件设计，这与真实风力发电机组的控制结构存在明显的差异，影响了风力发电机组过程控制验证的真实性和有效性。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种风力发电机组的仿真实验装置。
[0005]具体地，本技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]本技术实施例提供一种风力发电机组的仿真实验装置，包括仿真器、PLC主控器、变桨执行机构、偏航执行机构以及变流器系统，其中，所述仿真器分别与所述PLC主控器、所述变桨执行机构、所述偏航执行机构、所述变流器系统通信连接，所述PLC主控器分别与所述变桨执行机构、所述偏航执行机构、所述变流器系统通信连接；
[0007]其中，所述仿真器仿真风力发电机组的机械模型；
[0008]所述PLC主控器控制所述变桨执行机构和所述偏航执行机构分别动作，所述仿真器根据所述变桨执行机构的输出确定出的桨距角、所述偏航执行机构的输出确定出的机舱偏航角度以及所述变流器系统的输出的转矩信号，模拟对所述机械模型的控制。
[0009]可选地，还包括激光雷达以及送风装置，所述送风装置产生风，所述激光雷达与所述PLC主控器通信连接，所述激光雷达检测环境风信息，所述PLC主控器根据所述环境风信息，控制所述变桨执行机构和所述偏航执行机构分别动作。
[0010]可选地，所述变桨执行机构包括伺服驱动器、电动机以及减速机构，所述伺服驱动器与所述PLC主控器通信连接，所述伺服驱动器根据所述环境风信息中的风速信息控制所述电动机带动所述减速机构的输出轴齿轮旋转。
[0011]可选地，所述变桨执行机构还包括第一传感器，测量所述减速机构的输出轴齿轮的第一转动信息，并传输给所述仿真器。
[0012]可选地，所述第一传感器包括速度传感器和/或角度传感器。
[0013]可选地，所述偏航执行机构包括步进驱动电机。
[0014]可选地，所述偏航执行机构还包括第二传感器，测量所述步进驱动电机的输出轴的第二转动信息，并传输给所述仿真器。
[0015]可选地，所述第二传感器包括速度传感器和/或角度传感器。
[0016]可选地，所述变流器系统包括通信电路、变流器控制电路、变流器驱动电路以及RT BOX平台，其中，所述RT BOX平台模拟所述风力发电机组的变流器的IGBT模块以及电网平台。
[0017]可选地，所述PLC主控器与所述通信电路之间通过Profibus DP通信接口实现通信，所述通信电路与所述变流器控制电路之间通过CAN通信接口实现通信。
[0018]根据本技术实施例提供的技术方案，通过设置变桨执行机构和偏航执行机构，能够直观地表现出过程控制风力发电机组的执行动作，更好地调整PLC主控器控制变桨执行机构和偏航执行机构的逻辑，以及如何优化变桨执行机构和偏航执行机构；同时，通过变桨执行机构、偏航执行机构等硬件实现在环仿真，充分展现了实时联合仿真平台的独特性能，对制定、优化机组控制策略、评估大部件结构设计、基于实际动态环境的疲劳分析，具有重要的工程应用价值。
[0019]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本技术一示例性实施例示出的一种风力发电机组的仿真实验装置的结构示意图；
[0022]图2是本技术另一示例性实施例示出的一种风力发电机组的仿真实验装置的结构示意图；
[0023]图3是本技术另一示例性实施例示出的一种风力发电机组的仿真实验装置的结构示意图；
[0024]图4是本技术一示例性实施例示出的一种变流器系统的部分结构示意图；
[0025]图5是本技术一示例性实施例示出的一种变流器控制电路的结构示意图。
[0026]附图标记：
[0027]1、仿真器；2、PLC主控器；3、变桨执行机构；31、伺服驱动器；32、电动机；33、减速机构；4、偏航执行机构；41、步进驱动电机；5、激光雷达；6、变流器系统；61、通信电路；62、变流器控制电路；63、变流器驱动电路；64、RT BOX平台。
具体实施方式
[0028]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例
中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0029]在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0030]应当理解，尽管在本技术可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0031]随着风力发电机组的快速发展，其部件及各个控制子系统越来越复杂，从而也增加了设计和调试上的难度。因此对于大功率风力发电机组仿真平台建设的需求越来越强烈，其运行环境、控制系统结构是一个重要的挑战。现有的风力发电机组运行仿真技术包括软件在环仿真和半实物仿真两大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的仿真实验装置，其特征在于，包括仿真器、PLC主控器、变桨执行机构、偏航执行机构以及变流器系统，其中，所述仿真器分别与所述PLC主控器、所述变桨执行机构、所述偏航执行机构、所述变流器系统通信连接，所述PLC主控器分别与所述变桨执行机构、所述偏航执行机构、所述变流器系统通信连接；其中，所述仿真器仿真风力发电机组的机械模型；所述PLC主控器控制所述变桨执行机构和所述偏航执行机构分别动作，所述仿真器根据所述变桨执行机构的输出确定出的桨距角、所述偏航执行机构的输出确定出的机舱偏航角度以及所述变流器系统输出的转矩信号，模拟对所述机械模型的控制。2.根据权利要求1所述的风力发电机组的仿真实验装置，其特征在于，还包括激光雷达以及送风装置，所述送风装置产生风，所述激光雷达与所述PLC主控器通信连接，所述激光雷达检测环境风信息，所述PLC主控器根据所述环境风信息，控制所述变桨执行机构和所述偏航执行机构分别动作。3.根据权利要求2所述的风力发电机组的仿真实验装置，其特征在于，所述变桨执行机构包括伺服驱动器、电动机以及减速机构，所述伺服驱动器与所述PLC主控器通信连接，所述伺服驱动器根据所述环境风信息中的风速信息控制所述电动机带动所述减速机构的输出轴齿轮旋转。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑松岳，吴立建，史婷娜，宋鹏，刘嘉明，王思奇，许移庆，朱志权，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：