[发明专利]硬件在环测试平台、变桨在环测试系统及测试系统

说明书

本公开提供一种硬件在环测试平台、变桨在环测试系统及测试系统。硬件在环测试平台包括：实时并行多处理器平台，被配置为在实时并行多处理器平台上运行多线程的实时操作系统，以对风力发电机组的虚拟模型进行实时仿真，并基于所述虚拟模型测试风力发电机组的物理系统的性能；通信模块，连接在所述实时并行多处理器平台与所述物理系统之间，所述物理系统与所述实时并行多处理器平台通过所述通信模块进行相互通信。

技术领域

本公开涉及风力发电领域，具体涉及一种风力发电机组的硬件在环测试平台、变桨在环测试系统及测试系统。

背景技术

随着人类对能源需求日益加强，风力发电行业凭借风能作为清洁能源的属性高速发展，但同时也存在许多问题，例如，风力发电机组的稳定性差及可利用率低，由于人为操作失误而导致的停机及发电量损失，风力发电机组的配置较多导致对新设备验证不充分进而增加了故障率等等。上述故障的发生导致风力发电机组的运行和维护成本也越来越高，对风电设备制造商及风电开发商造成了重大经济损失。

风力发电机组的各组成部分(例如，机舱、发电机、液压系统等)均是独立进行设计和测试的，在对整体安装好的上述组成部分完成软件控制和通信的开发后，会将风力发电机组运到风电场进行调试以保证其运行正常，但是由于风电场地域辽阔且环境多变，有些极限工况无法模拟，并且，对风力发电机组进行现场调试，难以保证工作人员的安全。

为了解决风力发电机组的测试或调试过程中的问题，可以利用仿真技术测试风力发电机组的性能。例如，硬件在环仿真技术是基于物理仿真和数字仿真技术发展起来的一种典型半实物仿真方法。在硬件在环仿真试验中，实际设备或环境用仿真模型来替代，再通过接口模块将仿真模型与真实的控制器连接以构成一个闭环测试系统，且要求测试系统的软件环境和硬件都按照自然时间尺度运行。硬件在环仿真技术不但能够充分利用计算机建模的方便性、简易性，大大降低经济成本；而且便于对测试系统的输入进行快捷灵活的修改，对系统参数及控制策略进行精确快速的优化，便于检验实际系统的性能指标与可靠性。

通常利用基于Windows系统的安装有GH Bladed软件的计算设备建立风力发电机组的控制系统的硬件在环测试平台。对于Windows系统下的仿真，由于Windows系统是非实时操作系统，经常会遇到应用程序无响应的问题，或者硬件资源被其他任务占用，任务得不到立即执行，进而导致一些信号采集或控制信号的延时，难以实现稳定的实时闭环仿真。利用Bladed软件建立的风力发电机组的仿真模型，难以考虑大型风力发电机组叶片的非线性、传动系柔性，并且对于直驱风力发电机组无法考虑发电机柔性、主轴承非线性、磁拉力等诸多因素对整机稳定性和载荷的影响。通常使用Bladed软件本身配置的硬件在环测试模块来调用Windows系统的计算机的以太网网口，实现计算模块与通信PLC进行通信，但是bladed本身配置的硬件在环测试模块为封装模块，通道的扩展性和灵活性较差，无法满足多通道测试的需求。此外，对于自由度或模态增加的仿真模型，Bladed软件的求解过程容易发散，求解精度较低。可见，利用基于Windows系统的GH Bladed软件的硬件在环测试存在着诸多不足之处。

发明内容

本公开的实施例的目的在于提供一种风力发电机组的硬件在环测试平台、变桨在环测试系统及测试系统，以克服现有技术中的不足，至少实现以下技术效果之一：提高硬件在环测试的精度，提高硬件在环测试的实时性，改善测试的扩展性和灵活性。

根据本公开的实施例，提供一种用于风力发电机组的硬件在环测试平台，所述硬件在环测试平台包括：实时并行多处理器平台，被配置为在实时并行多处理器平台上运行多线程的实时操作系统，以对风力发电机组的虚拟模型进行实时仿真，并基于所述虚拟模型测试风力发电机组的物理系统的性能；通信模块，连接在所述实时并行多处理器平台与所述物理系统之间，所述物理系统与所述实时并行多处理器平台通过所述通信模块进行相互通信。

可选地，所述实时并行多处理器平台为iHawk实时并行多处理器平台，并且/或者，所述实时操作系统为RedHawk实时Linux操作系统。