[发明专利]一种风力发电机组传动链效率测试装置及测试方法

摘要

本发明公开了一种测量风电机组传动链效率的装置及测量方法，包括风速计、风向标、温度压力传感器、低高速轴转矩仪、低高速轴应变片、电流互感器、功率变送器和数据采集处理器；所述风速计、风向标和温度压力传感器安装于测风塔上；所述低速轴转矩仪和低速轴应变片安装在主轴上；所述高速轴转矩仪和高速轴应变片安装于高速轴上；所述电流互感器安装于箱变侧，同时需要接出并网侧电压信号，两者信号再接线到功率变送器；上述温度压力传感器、低速轴转矩仪、低速轴应变片、高速轴转矩仪、高速轴应变片、功率变送器的输出线均连接到数据采集处理器进行同步记录和处理所有测量信号，方便地得到需要的结果，很好地分析风电机组性能。

主权项

一种测量风电机组传动链效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：a、将风速计、风向标和温度压力传感器安装于测风塔上，温度压力传感器输出线连接到数据采集处理器,测量风场当地实时气象条件；将低速轴转矩仪和低速轴应变片安装在主轴上，其输出线连接到数据采集处理器，测量低速轴转矩和低速轴转速；将高速轴转矩仪和高速轴应变片安装于高速轴上，其输出线连接到数据采集处理器，测量高速轴转矩和高速轴转速；将电流互感器安装于箱变侧，同时接出并网侧电压信号，两者信号再接线到功率变送器，功率变送器输出线连接到数据采集处理器，测量机组并网功率；b、利用温度压力传感器测量结果，再通过公式(1)计算得到当地的空气密度；利用低速轴转矩仪、高速轴转矩仪、低速轴应变片、高速轴应变片测量低速轴和高速轴的转矩及转速值，其乘积就可分别得到低速轴和高速轴的功率，利用电流互感器和并网侧电压信号接入功率变送器，可测量得到机组的并网功率；ρ=BR0T---(1)]]>其中，ρ：空气密度kg/m3；B：大气压力Pa；R0：气体常数；T：温度K；c、利用上面得到的风速、空气密度和低速轴功率，就可以计算得到风轮利用系数，具体计算公式(2)；Cp1=PLss0.5ρAv3---(2)]]>其中，Cp1：风轮利用系数；PLss：低速轴功率kW；ρ：空气密度kg/m3，A：风轮扫风面积m2；V：来流风速m/s；d、利用低速轴和高速轴测量转矩值计算得到齿轮箱的机械损失转矩，分组统计得到不同环境温度条件下，不同低速轴转速对应不同低速轴输入转矩下的齿轮箱机械损失转矩Q1情况，具体计算公式(3)；Q1＝QLss‑QHss   (3)其中，Q1：机械损失转矩N·m；QLss：低速轴转矩N·m；QHss：高速轴转矩N·m；e、利用高速轴和并网功率测量值计算得到电气损失功率，分组统计得到不同环境温度条件下，不同高速轴功率对应机组的电气损失功率P1情况，包括了发电机和辅助用电损耗，具体计算公式(4)；P1＝PHss‑PGrid    (4)其中，P1：电气损失功率kW；PHss：高速轴功率kW；PGrid：并网功率kW；f、利用低速轴功率和并网功率测量值计算出机组整体传动链效率；η=PGridPLss---(5)]]>其中，η：传动链效率；PGrid：并网功率kW；PLss：低速轴功率kW；g、利用并网功率和风能可计算得到机组的功率系数，具体计算公式(6)；Cp2=PGrid0.5ρAv3---(6)]]>其中，Cp2：功率系数；PGrid：并网功率kW；ρ：空气密度kg/m3，A：风轮扫风面积m2；V：来流风速m/s。