[发明专利]一种风力发电机组试验系统及其运行方法

权利要求书

1.一种风力发电机组试验系统，其特征在于，包括双馈异步风力发电系统、风力机模拟系统以及主控制器，双馈异步风力发电系统包括双向连接的双馈异步风力发电机、IGBT模块和DSP控制器，双馈异步风力发电机上设置有电机转速传感器；风力机模拟系统包括PLC控制器以及依次连接的驱动电机、传动链条、低速轴以及齿轮箱，PLC控制器连接驱动电机执行机构的控制信号输入端；

双馈异步风力发电机的输出电路中设置电压电流采集器，电压电流采集器连接DSP控制器输入端；主控制器与DSP控制器和PLC控制器均双向通信连接，低速轴和齿轮箱的输出轴上均设置有状态监测传感器，双馈异步发电机上设置有转速传感器和温度传感器，所述状态监测传感器、转速传感器和温度传感器连接主机控制器的输入端；主控制器用于获取实时状态监测信号、与DSP控制器通信并控制并网和发电、与PLC控制器通信实现动力装置的启停。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组试验系统，其特征在于，低速轴上的状态监测传感器为第一扭矩传感器和输入轴转速传感器，齿轮箱的输出轴上的状态监测传感器第二扭矩传感器。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组试验系统，其特征在于，所述驱动电机多采用伺服电机或变频电机，当采用变频电机时，主控制器的输出端连接变频电机的变频器控制信号输入端。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组试验系统，其特征在于，电压电流采集器选用霍尔传感器。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组试验系统，其特征在于，主控制器采用基于ARM的主控制器，主控制器为型号为EPCS-8980M(I)-L，状态监测传感器连接有信号采集卡，所述信号采集卡连接主控制器的输入端；主控制器通过I/O结构连接有触控屏。

6.权利要求1-5任一项所述风力发电机组试验系统的运行方法，其特征在于，基于随机风速模型和风轮输出转矩特性，利用PLC控制器控制驱动电机，基于风速变化曲线模拟风力输入，并将风力输入转化为对驱动电机的控制指令控制驱动电机输出规定的转矩，通过传动链条带动低速轴，模拟在自然风的情况下风轮的转速特性；控制双馈异步发电机并网、发电过程。

7.根据权利要求6所述的运行方法，其特征在于，运行时具体过程如下：向系统中输入风速以及风轮的各项参数，

基于风速以及风轮的各项参数得到当前功率值，

将所述当前功率值作为伺服电机功率的给定值，同时将所述给定值发送至PLC控制器，PLC向驱动电机传送动作指令，驱动电机按照所述动作指令输出给定功率来驱动链条带动风力机低速轴转动，模拟整个风力发电机组运行的过程。

8.根据权利要求6所述的运行方法，其特征在于，DSP控制器根据双馈异步风力发电机的运行参数完成电机的励磁调节，完成并网控制和额定风速以下的最大功率追踪控制；主控制器实时采集低速轴和齿轮箱的输出轴的转动状态，还监测双馈异步发电机转速；发电过程中针对变流部分监测机侧三相电压/电流、网侧三相电压/电流、电网三相电压/电流、双馈异步发电机转速、直流母线电压以及双馈异步发电机温度。

9.根据权利要求6所述的运行方法，其特征在于，电压电流采集器将中间电压VDC、并网电压、并网电流和电网电压电流信号采样后送至DSP控制器。

10.根据权利要求6所述的运行方法，其特征在于，驱动电机采用变频电机时，通过主控制器向其变频器发送指变频指令，模拟变桨运行过程。