[发明专利]风能离心泵模拟试验系统

说明书

技术领域

本发明属于节水灌溉和新能源利用领域，特指风能离心泵模拟试验系统。

背景技术

我国偏远落后的西部地区由于电网不易到达，地下水资源利用率极低，导致土地沙化，生态环境日益恶化，农作物减产，甚至很多无电人口连生活用水都没有彻底解决，这些问题严重阻碍了我国西部地区经济社会的发展。然而在这些地区风能资源丰富，开发潜力大，利用风能驱动水泵提取地下水将能大大缓解我国西部无电贫困地区百姓饮水和农牧业用水问题。风能泵系统是快速发展起来的一种绿色新能源利用技术，其关键设备深井泵的水力性能与风电动力系统匹配问题直接影响系统的效率与稳定性。长期以来，风电提水系统中水泵一般都是直接从现有产品中进行选型，其设计与试验多是在额定工况下进行，导致深井泵与风电系统的性能匹配常常达不到最佳。然而，由于风速、方向和能量随季节、海拔高度、地域、地表粗糙度不同而变化，风能泵工作时，它的运行工况是不断变化的，对深井泵工作的效率、稳定与可靠性影响很大。当在室内进行试验时，多数试验所测量的设计工况下的性能参数不能真正反映风能泵实际应用中的性能，因此，考虑试验的成本与操作方便，有必要设计一种能够模拟风能离心泵工作状态的试验装置。经检索，目前还没有相关的申报专利。

发明内容

本发明的目的是模拟风能泵系统实际工作状态，在变工况下对风能用深井水泵进行试验，解决风能泵实验时风能条件难以满足试验要求等在室内试验所不能考虑到的实际应用问题，方便地为风能泵的多工况设计与运行可靠性研究提供试验条件。

风能离心泵模拟试验系统，包括测量控制系统、风力模拟驱动系统和水力循环管路系统；风力模拟驱动系统与水力循环管路系统连接，又分别与测量控制系统连接，通过测量控制系统进行试验过程中的压力、流量等的控制与数据采集、分析；

其中测量控制系统包括计算机、数据采集仪、配电柜、出口压力变送器、流量计、出口流量调节阀，计算机、数据采集仪与配电柜串联在一起，数据采集仪分别与出口压力变送器、流量计相连，用来采集试验中的压力与流量数据。

其中风力模拟驱动系统包括风力模拟电机、风力模拟控制器、发电机、变频控制器，数据采集仪与风力模拟电机连接，用风力模拟控制器调节风力模拟电机模拟风能，进而带动发电机，发电机与深井水泵相连，并通过变频控制器对深井水泵实施变频调速控制，驱动深井水泵工作。

其中水力循环管路系统包括深井水泵、泵出水管、水池，深井水泵放置于水池中，上端接泵出水管，泵出水管上依次设有出口压力变送器、流量计、出口流量调节阀，泵出水管终端接入水池中构成循环回路。

本发明的原理与使用方法为：搭建水泵测试试验台，用风力模拟控制器根据不同风速条件下风力机的特性曲线驱动风力模拟电机模拟风能，通过变频控制器对水泵实施变频调速控制，驱动深井水泵在变工况下工作，最后利用数据采集仪通过出口压力变送器、流量计测得所需的压力、流量等试验参数，测试深井水泵的性能及运行特性。

本发明的优点在于：试验系统结构简单，操作方便，完全模拟风能离心泵的实际工作状态，试验不受天气、风速等的气候条件影响，成本低，完善了风能泵试验装置。

附图说明

图1为风能离心泵模拟试验系统示意图。

图中，1.计算机，2.数据采集仪，3.风力模拟电机，4.风力模拟控制器，5.发电机，6.变频控制器，7.配电柜，8.出口压力变送器，9.流量计，10.深井水泵，11.出口流量调节阀，12.泵出水管，13.水池。

具体实施方式