[发明专利]一种风力发电机机电扭振测试装置和测试方法

说明书

本发明涉及一种风力发电机机电扭振测试装置和测试方法，所述装置包括依次连接的上位机、电网模拟器和耦合变压器，电网模拟器包括控制模块、基波模块和次级波模块，控制模块和耦合变压器均分别连接基波模块和次级波模块，基波模块用于拟电网基波信号，次级波模块用于模拟电网次级波信号，耦合变压器将基波模块产生的信号和次级波模块产生的信号进行耦合处理，处理后的信号传输至风力发电机组或电力电子仿真器；所述方法包括：获取测试参数，测试参数包括测试模式、电网信息和发电机信息，测试模式包括初步测试模式、直连测试模式和预测模式；基于所确定的测试模式执行相应测试。与现有技术相比，本发明具有测试数据可靠性高、测试系统稳定性高等优点。

技术领域

本发明属于风电技术领域，涉及机电扭振测试技术，尤其涉及一种风力发电机机电扭振测试装置和测试方法。

背景技术

随着风力发电装机容量的不断提升，由于风电机组柔性转轴的特殊性，使得其在并网后易出现机电扭振现象，对电网和风力发电机都会造成严重冲击，因此在风电机组并网前，工程上迫切需要一种能够准确测试风力发电机机电扭振的测试方法和装置。

当前关于机电扭振的测试方法主要分为两类：

1)采用扭转减振皮带轮与驱动器连接，驱动器与电动机相连，在电动机轴系安装多个扭振传感器，在全负荷工况状态下使驱动器做变速运动，通过驱动器自身的扭振实现对扭转减振皮带轮的扫频激励，从而测得电动机的扭振频率。该采用扭转减振皮带轮与驱动器配合测试电动机的扭振频率的方法多适用于小功率场合，由于风力发电机组具有电压、电流等级高，质量、体积较大的特点，此测试方法对于风力发电机组的测试适用性不佳。

2)通过在核电机组轴系上安装数据采集单元，将核电机组的电流、电压等信号采集输送给数据处理单元集中分析处理，从而起到对核电机组轴系状态的良好监控。通过在发电机组轴系上安装数据采集单元，将采集到的数据传输至数据处理单元集中处理的测试方法具有采集精度不可靠，信息传输有延迟，扭振判断标准难给定的缺点，其多应用于发电机组并网后的状态监测，不太适用于发电机组并网前的扭振测试。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测试数据可靠性高、测试系统稳定性高的风力发电机机电扭振测试装置和测试方法，能够可靠地找出风力发电机的扭振频率，校正阻尼系数，进而减少功率损耗。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种风力发电机机电扭振测试装置，该装置用于连接风力发电机组或电力电子仿真器，包括依次连接的上位机、电网模拟器和耦合变压器，所述电网模拟器包括控制模块、基波模块和次级波模块，所述控制模块和耦合变压器均分别连接所述基波模块和次级波模块，所述基波模块在所述控制模块的控制下模拟电网基波信号，所述次级波模块在所述控制模块的控制下模拟电网次级波信号，所述耦合变压器将基波模块产生的信号和次级波模块产生的信号进行耦合处理，处理后的信号传输至风力发电机组或电力电子仿真器。

进一步地，所述电网模拟器为五电平电网模拟器。

进一步地，所述基波模块和次级波模块均为改进的半桥MMC子模块，该改进的半桥MMC子模块中，电容C₀两端并联连接有串联的电阻R₁和稳压管VD₃。

进一步地，所述控制模块包括主控制器、第一从控制器和第二从控制器，所述主控制器、第一从控制器和基波模块依次连接，所述主控制器、第二从控制器和次级波模块依次连接。

进一步地，所述主控制器采用DSP控制器。

进一步地，所述第一从控制器和第二从控制器均采用FPGA控制器。

进一步地，所述测试装置还包括用于与风力发电机组通信的信息交互模块。