[发明专利]基于整合测量工程的风电机组载荷测试系统及风电机组

说明书

本发明公开了一种基于整合测量工程的风电机组载荷测试系统及风电机组，属于风电机组领域，用于安装在待测的风电机组上，包括通过通讯连接的塔底测试单元、塔顶测试单元、机舱测试单元和轮毂测试单元，还包括与机舱测试单元连接的机舱激光雷达，所述塔底塔底测试单元还包括CPU和存储媒介。本发明使用机舱激光雷达作为气象采集传感器，基于统一的平台，在每通道低成本基础上提供标准配置的信号调理、实时分析和网络兼容，以避免外部条件对测量工程的制约。在气象数据采集中摆脱了对测风塔的依赖，在保证测试系统稳定的基础上提供最大灵活性和经济性，并节省测试成本和缩短测试周期。

技术领域

本发明涉及风电机组领域，特别是涉及一种基于整合测量工程的风电机组载荷测试系统及风电机组。

背景技术

载荷测试是风电机组的关键检测项目之一，一般在新研制的风电机组首台下线时实施，测试结果用以验证成品与仿真设计的吻合程度，是评估风电机组安全性能的一种方法。载荷测试系统是用来实施风电机组载荷测试的一套检测装置。按照IEC及相关国标的要求，载荷测试需要采集多种类型的信号数据，包括关键结构件的应变信号、风电机组自身运行的状态信号，以及外部环境中风速、风向、气压和温湿度等气象信号。

在现有技术中，针对载荷测试系统的气象信号采集单元大都是基于安装测风塔或使用地面激光雷达设计的，无论采用哪种方式都涉及到在风电机组附近临时占地租用问题，且安装测风塔还涉及到破土施工，这些都极大的增加了检测成本和施工周期。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够整合多类型信号数据采集并保证同步传输、存储质量的经济的基于整合测量工程的风电机组载荷测试系统及风电机组。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于整合测量工程的风电机组载荷测试系统，用于安装在待测的风电机组上，包括通过通讯连接的塔底测试单元、塔顶测试单元、机舱测试单元和轮毂测试单元，还包括与机舱测试单元连接的机舱激光雷达，其中：

所述塔底测试单元用于安装在风电机组的塔底平台上并采集塔底应变信号和机组状态信号；

所述塔顶测试单元用于安装在风电机组的塔顶平台上并采集塔顶应变信号；

所述机舱测试单元用于安装在风电机组的机舱内并用于采集气象信号；所述机舱激光雷达作为气象信号中风速和风向测量的传感器，用于安装在风电机组的机舱顶部外面；

所述轮毂测试单元用于安装在风电机组的轮毂内并采集风机叶片的应变信号；

所述塔底测试单元还包括CPU和存储媒介，所述CPU和存储媒介用于接收上述各测试单元的采集数据和数据整合存储。

进一步地，所述塔底测试单元包括第一数据采集仪器、信号调理模块、输入输出卡件、CPU和存储媒介，所述第一数据采集仪器用于采集塔底应变信号和机组状态信号。

进一步地，所述塔顶测试单元包括第二数据采集仪器、信号调理模块和输入输出卡件，所述第二数据采集仪器用于采集塔顶应变信号。

进一步地，所述机舱测试单元包括第三数据采集仪器、信号调理模块和输入输出卡件，所述第三数据采集仪器用于采集气象信号。

进一步地，所述轮毂测试单元包括第四数据采集仪器、信号调理模块和输入输出卡件，所述第四数据采集仪器用于采集风机叶片的应变信号。

进一步地，所述机舱激光雷达包括光学探头、控制处理单元和三脚支架，所述机舱激光雷达测量的风速和风向信号以模拟量实时输出至塔顶测试单元。

进一步地，各数据采集仪器通过CAN通讯连接方式形成并联结构的拓扑总线：以轮毂测试单元为起始端，经滑环至机舱测试单元的输入端，再从机舱测试单元的输出端至塔顶测试单元的输入端，再从塔顶测试单元的输出端至塔底测试单元的输入端为至，再通过以太网与CPU和存储媒介连接。