[发明专利]基于虚拟仪器技术的风电机组测试系统设计方法

说明书

本发明提出了一种基于虚拟仪器技术的风电机组测试系统设计方法。基于虚拟仪器技术的风电机组测试系统包括硬件平台和软件平台，硬件平台包含嵌入式工控机、数据采集卡、终端显示屏、信号调理板、测试针床、适配接口等。软件平台作为自动测试系统的核心，以虚拟仪器技术为基础，利用NI LabVIEW作为软件开发环境，以模糊综合评判理论和故障树分析法作为故障诊断方法，建立人机交互界面和故障测试界面，实现对风电机组故障电路板的智能诊断。本发明中测试系统主要针对风电机组各类型电路板，设计方法灵活，可应用于传统领域，具有灵活性高，通用性强的特点。

技术领域

本发明属于风力发电技术，具体而言涉及一种基于虚拟仪器技术的风电机组测试系统设计方法。

背景技术

常用的大型风力机组都有独立的变桨控制系统，在进行风能采集时，变桨控制系统的功能是控制叶片旋转保证风电机组输出最大功率，或者控制停机保证安全。而变桨控制系统中存在多种电路板协调工作，一旦发生故障，风电机组直接需要进入停机状态。运维时也是直接对电路板进行换新，无法进行有效地故障诊断。

目前自动测试系统主要应用于军事雷达数字电路板测试领域，民用自动测试系统尚处于发展阶段，多用于传统工业领域的电路板故障诊断。针对风电机组变桨控制系统的电路板故障诊断尚处于起步阶段，测试手段也是以半自动测试为主，运维方面耗时耗力，无法形成有效地故障测试。因此引入自动测试系统对变桨控制系统故障电路板进行测试很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提出了基于虚拟仪器技术的风电机组测试系统设计方法。

实现本发明的技术解决方案为：基于虚拟仪器技术的风电机组测试系统设计方法，具体步骤为：

步骤1、针对风电机组变桨控制系统，根据已有风电场运维情况，选定“蓝盒子”中PMPC电路板作为示例测试对象，通过研究PMPC工作原理，形成电路板故障对比库；

步骤2、进行风电机组测试系统的硬件平台搭建；

步骤3、进行风电机组测试系统的软件平台搭建，所述风电机组测试系统软件平台包括人机交互界面和故障诊断界面，人机交互界面用于记录每次故障诊断的数据以作备份并对故障诊断界面进行调用；故障诊断界面利用故障诊断方法将采集到的电压信号进行幅值修正后与电路板故障对比库的数据进行对比分析，通过阈值划定判断故障发生位置。

优选地，所述风电机组测试系统硬件平台包括嵌入式计算机、数据采集卡、终端界面、信号调理板、测试针床以及适配接口，被测电路板通过适配接口与信号调理板连接，测试针床通过测试探针与被测电路板相连，传输信号到信号调理板，信号调理板传输信号到数据采集卡，嵌入式计算机与数据采集卡进行通信并控制数据采集卡工作，嵌入式计算机与终端界面连接进行人机交互

优选地，所述信号调理板包括电阻分压电路和线性隔离电路，所述电阻分压电路用于通过电阻串联来降低输入电压的幅值，以保证满足数据采集卡的电压输入范围要求；所述线性隔离电路用于通过线性光耦和运放进行输入信号隔离，保证后端数据采集卡和嵌入式计算机的工作安全。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明将自动测试系统引入风电机组变桨控制系统电路板故障诊断中，能够形成统一的测试理论和流程，从而对电路板故障诊断时进行流程化操作，大大提高工作效率，同时此类电路板发生故障时都以更新处理，通过自动测试能有效地增加电路板的使用寿命，大大减少运维成本。

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

附图说明

图1是本发明中风电机组测试系统结构示意图；

图2是本发明中信号调理板电阻分压电路示意图；

图3是实施例1中电路板M1-M4相互影响关系图；

图4是实施例1中电路板稳压电路模块故障树模型；