[发明专利]风力发电机组功率曲线验证系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机组功率曲线的验证系统，属于风力发电机组功率曲线验证的领域

背景技术

目前国内外风力发电机组类型和规格较多，风力发电机组制造商所生产出来的风力发电机组的实际出力是否达到设计要求，投资商所购买的风力发电机组又是否能够达到合同所约定的出力要求。以上情况都要求能够有一种设备，准确、公正地确定风力发电机组的功率输出特性，从而真正意义上验证并指导风力发电机组制造商的设计结果，也满足投资商确定风力发电机组的功率特性的要求，从而保证投资商的收益。

发明内容

本发明的任务在于通过工业级控制系统设备和IEC标准对风力发电机组功率效验装置的设计要求相结合，实现对风力发电机组功率曲线的验证。本发明包括三个部分：一、就地采集传感器部分，包括三相有功功率变送器、电流互感器、电压互感器、风速仪、风向标、气压仪、降水仪、温度传感器；二、就地采集器，由工业级PLC总线模块构成，对就地传感器的信号进行采集，并通过PLC进行数据预处理；三、第一级远端分析系统和第二级远端分析系统，这两级分析系统由安装了功率效验系统的分析软件的计算机和CDMA无线通讯设备组成。

本发明特征是：根据IEC61400-12：1998标准中对并网型风力发电机组功率效验装置数据采集及处理分析的相关要求在基于PLC工业控制器系统中进行了合理应用，通过对风速、功率、风向、气压、温度、降雨等数据的检测、采集、分析及预处理功能实现了风力发电机组功率特性的测量。并将所有预处理数据通过485现场总线的方式传送到远方的第一级远端数据分析系统中，同时在第一级远端数据分析系统中通过无线CDMA的方式将所有预处理数据发送到多个二级远端数据分析系统中，实现该数据在一地采集检测预处理后，由第一级远端数据分析系统或第二级远端数据分析系统将所获得的预处理后的数据进行归类管理，并作最终分析，形成各种曲线及图表。

附图说明

图1是本发明系统硬件布局示意图

图2是就地采集系统的程序流程图

具体实施方式

如图1所示为本发明的硬件配置原理图，本发明的核心部分是采用了IEC61140-12的国际标准，采用工业级控制系统进行硬件搭建提高了数据的采集精度。

第一级远端分析系统能对就地进行各项参数设置，如通讯参数，风向不合理区角度设置等。第一级远端分析系统和和第二级远端分析系统都能对就地采集系统所上传的预处理数据进行相同的管理和分析，自动生成各种曲线及图表。同时除了风力发电机组功率曲线检测系统所要求的曲线及图表外还增加其它曲线，如风频曲线、风向玫瑰图曲线、风频风向曲线等多种曲线。

具体实现步骤如下：

第一步：就地采集系统根据标准中检测精度的要求选择合适的检测模块和就地采集传感器来采集现场数据，现场数据包括：风速1、风速2、功率、风向、气压、温度、降雨、机组并网状态。将上述数据按照规定的采样频率进行采集，然后对各个数据进行10分钟平均处理。计算出平均值及标准偏差，计算出风速和功率的最大值最小值。同时对所得出的10分钟平均值数据进行保存。根据机组外部信息，风力发电机组是否并网，硬件系统是否正常，传感器是否正常等得出该10分钟平均值数据的有效性，同时当外部发生异常状况后能够实时的反应给各级远端分析系统，方便用户在远端对系统运行情况的掌握。

第二步：将就地采集系统中的所有原始数据通过现场485通讯总线的方式传送到第一级远端的数据分析系统中，在数据分析系统中根据用户操作，分析系统自动对数据进行处理，生成各种用户所需要的曲线(如：实际功率曲线、标准功率曲线、风向玫瑰图、风向风频曲线、风频曲线等多种曲线)，同时该系统能够对远端多种参数进行修改和设置，如通讯参数，风向不符合区设置和启用等。在就地数据查询中根据年月日进行数据的查询，可以导出数据成excel或者文本文件或者wasp软件所能识别的文件。该系统设置了用户登录日志，系统运行日志等一般监控软件所具备的基本功能。

第三步：第一级就地分析系统通过CDMA无线通讯的方式将所有数据实时的发送到多个第二级远端分析系统中。用户在任何地点(CDMA无线网络覆盖的地区)和时间都能实时的查询所有数据，并进行分析得出所需要的各种曲线。在第二级分析系统中所有功能和第一级分析系统所实现的功能相同。