[发明专利]大型风力发电机组主控测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机组测试技术领域，尤其涉及一种大型风力发电机组主控测试系统及方法。

背景技术

风力发电机组控制系统是国内风电设备中薄弱环节，风力发电机组测试及质量控制更是风电领域的难题，各个厂家风力发电机组控制差异大，相关IEC标准未得到实际采用，一致性测试无法开展，测试仅限于输入输出对点测试、全功率测试和现场调试，缺乏对主控系统全面测试手段和方法。若直接进入现场调试，成本高，易造成设备损坏；并且因风具有随机性、间歇性，无法在风场对风力发电机组进行全面实验，尤其是极限风况的实验。

目前一些研究院所搭建了测试平台，但是多是针对性试验系统，如针对性用于载荷计算、硬件测试或静态测试等，风电机组核心控制算法、策略等不能系统全面动态测试。如何建立一种全面动态的主控测试系统，提前暴露缺陷，方便测试和调试，保证风力发电机组安全稳定运行是迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型风力发电机组主控测试系统及方法，以全面动态的对风力发电机组的各项性能进行测试，保证风力发电机组安全稳定运行。

为实现上述目的，本发明的风力发电机组主控测试系统包括分别与路由器相连的

主控系统，是风力发电机组的控制中心，用于发电运行控制、优化机组功率输出和载荷优化控制；并用于协调指挥变流系统、变桨系统工作；

变流系统，用于将发电机发出的交流电整流为直流电，并把直流电逆变为工频交流电馈入电网；并接收执行主控系统的并网、拖网命令，向主控系统反馈电网、发电机转速信息；

变浆系统，用于接受主控系统的控制命令执行调节桨距角，同时作为机组气动刹车的驱动装置，用于在紧急情况下使机组可靠顺桨；

模拟风机，通过模拟开关量、温度量、脉冲量信号模拟风电机组的转速、温度、桨距角信号代替实际风电机组相应信息，供控制系统采集；

风场监控系统，用于接收主控系统采集的风场风电机组状态信息，并通过主控系统对风场每台风电机组进行启动、停机、限功率运行控制；

所述主控系统、变浆系统、变流系统和风场监控系统相互连接构成通信系统网络，所述模拟风机与主控系统通讯连接。

进一步的，所述主控系统的发电运行控制包括数据处理、故障检测处理、机组启停、并网、脱网、偏航、解缆。

进一步的，所述主控系统的优化机组功率输出性能包括最大功率的捕获、恒功率运行控制、低电压穿越。

进一步的，所述主控系统的载荷优化控制包括整机稳定性控制、疲劳载荷减缓和机组振动控制。

进一步的，所述变流系统采用可控整流的方式把发电机发出的交流电整流为直流电，通过网侧逆变单元把直流电逆变为工频交流电馈入电网。

进一步的，所述模拟风机由PT100、电流源、电压源、Blade及相关测试软件组成，分别用来模拟风力发电机组的风轮、齿轮箱、发电机、冷却系统的输出信号。

本发明的风力发电机组主控测试方法步骤如下：

（1）对风力发电机组主控测试系统进行启动功能检测；

（2）选择根据IEC标准生成的风文件或现场录制的风文件，作为测试文件；

（3）根据风文件模拟风电机组相应实际运行工况；

（4）观测风力发电机组主控测试系统中主控系统测得的桨距角、转速、转矩、风速变化曲线，检测主控控制功能实现情况，性能是否达标，完成测试。

所述步骤（1）中风力发电机组主控测试系统的启动功能测试包括：

1）风力发电机组的各种启动方式是否有效，包括自动启动、面板人工启动、机舱柜人工启动和远程启动；

2) 检测风力发电机组启动条件是否有效，这些条件包括系统压力、温度、风速、电网电压、频率；

3) 启动过程中发生故障时响应是否正确有效；

4) 启动过程中温控、泵控、偏航等是否能根据需要有效；

5) 是否限制风力发电机组每天自动启动次数；

6) 启动过程中发生风向变化对启动的影响；

7) 额定风速以下风力发电机组启动过程，观测调桨、调速、调距过程；

8）额定风速以上启动过程，观测调桨、调速、调矩过程。

 本发明的大型风力发电机组主控测试系统及方法优点如下：

1） 把现场调试工作搬进了实验室，节约了大量测试成本；