[发明专利]一种风力发电机组传动链效率测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种测量风电机组传动链效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、将风速计、风向标和温度压力传感器安装于测风塔上，温度压力传感器输出线连接到数据采集处理器,测量风场当地实时气象条件；将低速轴转矩仪和低速轴应变片安装在主轴上，其输出线连接到数据采集处理器，测量低速轴转矩和低速轴转速；将高速轴转矩仪和高速轴应变片安装于高速轴上，其输出线连接到数据采集处理器，测量高速轴转矩和高速轴转速；将电流互感器安装于箱变侧，同时接出并网侧电压信号，两者信号再接线到功率变送器，功率变送器输出线连接到数据采集处理器，测量机组并网功率；

b、利用温度压力传感器测量结果，再通过公式(1)计算得到当地的空气密度；利用低速轴转矩仪、高速轴转矩仪、低速轴应变片、高速轴应变片测量低速轴和高速轴的转矩及转速值，其乘积就可分别得到低速轴和高速轴的功率，利用电流互感器和并网侧电压信号接入功率变送器，可测量得到机组的并网功率；

$\mathrm{\ρ}=\frac{B}{R_{0}T}---\left(1\right)$

其中，ρ：空气密度kg/m³；B：大气压力Pa；R₀：气体常数；T：温度K；

c、利用上面得到的风速、空气密度和低速轴功率，就可以计算得到风轮利用系数，具体计算公式(2)；

$C_{p1}=\frac{P_{Lss}}{0.5{\mathrm{\ρAv}}^3}---\left(2\right)$

其中，C_p1：风轮利用系数；P_Lss：低速轴功率kW；ρ：空气密度kg/m³，A：风轮扫风面积m²；V：来流风速m/s；

d、利用低速轴和高速轴测量转矩值计算得到齿轮箱的机械损失转矩，分组统计得到不同环境温度条件下，不同低速轴转速对应不同低速轴输入转矩下的齿轮箱机械损失转矩Q₁情况，具体计算公式(3)；

Q₁＝Q_Lss-Q_Hss (3)

其中，Q₁：机械损失转矩N·m；Q_Lss：低速轴转矩N·m；Q_Hss：高速轴转矩N·m；

e、利用高速轴和并网功率测量值计算得到电气损失功率，分组统计得到不同环境温度条件下，不同高速轴功率对应机组的电气损失功率P₁情况，包括了发电机和辅助用电损耗，具体计算公式(4)；

P₁＝P_Hss-P_Grid(4)

其中，P₁：电气损失功率kW；P_Hss：高速轴功率kW；P_Grid：并网功率kW；

f、利用低速轴功率和并网功率测量值计算出机组整体传动链效率；

$\mathrm{\η}=\frac{P_{Grid}}{P_{Lss}}---\left(5\right)$

其中，η：传动链效率；P_Grid：并网功率kW；P_Lss：低速轴功率kW；

g、利用并网功率和风能可计算得到机组的功率系数，具体计算公式(6)；

$C_{p2}=\frac{P_{Grid}}{0.5{\mathrm{\ρAv}}^3}---\left(6\right)$

其中，C_p2：功率系数；P_Grid：并网功率kW；ρ：空气密度kg/m³，A：风轮扫风面积m²；V：来流风速m/s。