專利名稱：一種風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試方法及測(cè)試平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組測(cè)試領(lǐng)域，尤其是涉及ー種風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試方法及測(cè)試
\I7.ム
I D °
背景技術(shù)：
在風(fēng)カ發(fā)電中，整機(jī)的出廠檢驗(yàn)測(cè)試是關(guān)系風(fēng)電機(jī)組能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)電機(jī)組試驗(yàn)臺(tái)一般采取對(duì)拖方式對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)。在驅(qū)動(dòng)端給定參考速度，通過聯(lián)軸器或齒輪箱驅(qū)動(dòng)被測(cè)機(jī)組。一般采用速度控制，在驅(qū)動(dòng)端進(jìn)行自適應(yīng)加載カ矩，同時(shí)被測(cè)機(jī)組進(jìn)行同樣加載。 發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組測(cè)試時(shí)尤為關(guān)鍵的一點(diǎn)在于是否能盡可能的模擬實(shí)際風(fēng)況下風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行情況，如不同エ況下風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)、功率輸出情況等。因此，為了測(cè)試風(fēng)電機(jī)組在不同風(fēng)速不同載荷狀況的表現(xiàn)特性，需要設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)，并采取一定的控制方法對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行測(cè)試，為以后的技術(shù)改進(jìn)提供重要的參考依據(jù)。但是現(xiàn)有技術(shù)中的這種測(cè)試方法只能簡(jiǎn)單的模擬驅(qū)動(dòng)端額定功率以下的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)、發(fā)電等環(huán)節(jié)，也無(wú)法模擬風(fēng)況變化時(shí)變槳系統(tǒng)的動(dòng)作對(duì)風(fēng)電機(jī)組輸出功率的影響。換句話說，這樣的加載效果只是能檢驗(yàn)被測(cè)對(duì)象能不能滿足一定的加載要求，能不能達(dá)到滿載等定值效果，以及檢驗(yàn)加載過程中可能出現(xiàn)的問題，卻不能真實(shí)地模擬被測(cè)端在實(shí)際風(fēng)況以及不同階段的運(yùn)行效果，如不同風(fēng)速不同載荷狀況下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的變化以及變槳系統(tǒng)的エ作特性等?？梢?，現(xiàn)有技術(shù)中的方案無(wú)法近似真實(shí)地進(jìn)行模擬測(cè)試，無(wú)法模擬不同風(fēng)速不同載荷等真實(shí)エ況來(lái)對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供ー種風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試方法及測(cè)試平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)模擬不同風(fēng)速不同載荷對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行測(cè)試。本發(fā)明實(shí)施例公開了ー種風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試方法，其特征在于用于風(fēng)電機(jī)組測(cè)試平臺(tái)；所述測(cè)試平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)端為并聯(lián)的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)；所述測(cè)試平臺(tái)的被測(cè)端為待測(cè)的風(fēng)電機(jī)組；所述驅(qū)動(dòng)端與所述被測(cè)端通過齒輪箱相連，所述齒輪箱為兩級(jí)并行、雙輸入單輸出結(jié)構(gòu)；所述方法包括步驟ー獲取所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段；步驟ニ 根據(jù)所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，分別控制所述兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的速度和/或カ矩，以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)所述風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試。優(yōu)選的，所述兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)采取主從控制方式進(jìn)行控制，其中主電動(dòng)機(jī)主要采用速度控制方式，從電動(dòng)機(jī)采用カ矩控制方式，并且所述步驟ニ具體為根據(jù)所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，分別控制所述主電動(dòng)機(jī)的速度和/或控制所述從電動(dòng)機(jī)的カ矩，以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)所述風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試。
優(yōu)選的，所述步驟ニ具體包括當(dāng)需要模擬測(cè)試風(fēng)速?gòu)牧闵仙角腥腼L(fēng)速這一階段時(shí)，控制所述主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到預(yù)設(shè)的參考速度值。優(yōu)選的，所述步驟ニ具體包括當(dāng)需要模擬測(cè)試風(fēng)速?gòu)那腥腼L(fēng)速上升但所述風(fēng)電機(jī)組尚未達(dá)到最高轉(zhuǎn)速這ー階段時(shí)，控制所述主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，同時(shí)控制所述驅(qū)動(dòng)端的負(fù)載分配比例上升。優(yōu)選的，所述步驟ニ具體包括當(dāng)需要模擬測(cè)試所述風(fēng)電機(jī)組已達(dá)到最高轉(zhuǎn)速但其功率尚未達(dá)到額定輸出功率這ー階段時(shí)，控制所述驅(qū)動(dòng)端的負(fù)載分配比例上升。優(yōu)選的，所述方法還包括 當(dāng)需要模擬測(cè)試所述風(fēng)電機(jī)組已達(dá)到額定功率而風(fēng)能繼續(xù)增大這ー階段時(shí)，控制所述主電動(dòng)機(jī)的附加カ矩上升，同時(shí)控制所述從電動(dòng)機(jī)的附加カ矩減小。本發(fā)明實(shí)施例還公開一種風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試平臺(tái)，所述平臺(tái)包括驅(qū)動(dòng)端包括并聯(lián)的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)端用于根據(jù)接收到的所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段的控制命令，改變所述兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的速度和/或力矩以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試；齒輪箱用于連接所述驅(qū)動(dòng)端與被測(cè)端，為兩級(jí)并行、雙輸入單輸出結(jié)構(gòu)，其中所述被測(cè)端為所述待測(cè)試風(fēng)電機(jī)組優(yōu)選的，所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)采取主從控制方式進(jìn)行控制，其中主電動(dòng)機(jī)主要采用速度控制方式，從電動(dòng)機(jī)采用カ矩控制方式，所述驅(qū)動(dòng)端通過改變所述主電動(dòng)機(jī)的速度和/或改變所述從電動(dòng)機(jī)的力矩以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速和/或風(fēng)能變化的模擬。本發(fā)明實(shí)施例將驅(qū)動(dòng)端設(shè)置為并聯(lián)的采取主從控制方式的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中主電動(dòng)機(jī)采用速度控制方式，從電動(dòng)機(jī)采用カ矩控制方式，然后根據(jù)所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，控制所述主電動(dòng)機(jī)的速度和/或控制所述從電動(dòng)機(jī)的カ矩，從而可以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化，達(dá)到了模擬不同風(fēng)速不同載荷對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行測(cè)試的目的，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能模擬真實(shí)エ況來(lái)測(cè)試的問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明實(shí)施例一方法所應(yīng)用的測(cè)試平臺(tái)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一主從電動(dòng)機(jī)カ矩輸出關(guān)系示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一方法的流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中變頻器邏輯控制示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例一測(cè)試風(fēng)電機(jī)組變槳調(diào)節(jié)控制示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一首先介紹ー下本實(shí)施例方法所用于的測(cè)試平臺(tái)的基本情況。圖I為本發(fā)明實(shí)施例一方法所應(yīng)用的測(cè)試平臺(tái)示意圖。所述測(cè)試平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)端為并聯(lián)的采取主從控制方式的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中主電動(dòng)機(jī)主要采用速度控制方式，從電動(dòng)機(jī)采用カ矩控制方式；所述測(cè)試平臺(tái)的被測(cè)端為待測(cè)的風(fēng)電機(jī)組；所述驅(qū)動(dòng)端與所述被測(cè)端通過齒輪箱相連，所述齒輪箱為兩級(jí)并ィ丁、雙輸入單輸出結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，在本實(shí)施例中具體可以采用變頻器對(duì)驅(qū)動(dòng)端進(jìn)行控制。參見圖I所示，變頻器Converter用于對(duì)主云力電機(jī)Master和從動(dòng)電機(jī)Fol lower進(jìn)行控制，變頻器Converter·和被測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組Wind Turbine均通過變壓器Transformer連接到電網(wǎng)Grid。變頻器Converter為交流變頻器，包含ー個(gè)整流器ARU和兩個(gè)逆變器(INUl、INU2)，ー拖ニ結(jié)構(gòu)。在驅(qū)動(dòng)端采用兩臺(tái)異步電機(jī)并聯(lián)的方式，顯然需滿足以下關(guān)系PMve > Pcenerator, Pnrive為驅(qū)動(dòng)端最大輸出總功率，PGenerator為被測(cè)端即風(fēng)電機(jī)組的最大輸出功率。被測(cè)端即被測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組，在本實(shí)施例中以變速恒頻雙饋型風(fēng)機(jī)為例。在本實(shí)施例中兩臺(tái)并聯(lián)的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，輸入軸分別哨合在一個(gè)齒輪上，屬剛性連接，故對(duì)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)采取主從控制方式，主電動(dòng)機(jī)Master主要采用速度控制，從電動(dòng)機(jī)Follower采用カ矩控制。圖2為主從電動(dòng)機(jī)力矩輸出關(guān)系示意圖。從電動(dòng)機(jī)Follower采用カ矩控制，其力矩輸出作為主電動(dòng)機(jī)Master力矩輸出的補(bǔ)償。在圖2中，Tf為從動(dòng)電機(jī)輸出的カ矩，Tm為主動(dòng)電機(jī)輸出的カ矩，Tg為加載在風(fēng)電機(jī)組上的カ矩。則有Tg = {7]n + 'I))x^-xr/其中η為傳動(dòng)效率，N^N2為驅(qū)動(dòng)端與被測(cè)端傳動(dòng)比，這里假設(shè)主從電動(dòng)機(jī)連接齒輪數(shù)一致，N1ZiN2與η均為常數(shù)，可見Tg的變化由Tm和Tf決定。參見圖3所示,本實(shí)施例所述方法包括S301 :獲取所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段。與現(xiàn)有技術(shù)中只能模擬單一的エ況相比，本實(shí)施例的方法可以模擬風(fēng)電機(jī)組的多個(gè)運(yùn)行階段，如風(fēng)速?gòu)牧闵仙角腥腼L(fēng)速的階段、風(fēng)速?gòu)那腥腼L(fēng)速繼續(xù)上升但所述風(fēng)電機(jī)組尚未達(dá)到最高轉(zhuǎn)速的階段、風(fēng)電機(jī)組已達(dá)到最高轉(zhuǎn)速但其功率尚未達(dá)到額定輸出功率的階段、風(fēng)電機(jī)組已達(dá)到額定功率而風(fēng)能繼續(xù)增大的階段，等等。因此在進(jìn)行模擬測(cè)試前，要先獲取所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，在確定了所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段后便可以進(jìn)行相應(yīng)的模擬測(cè)試了。S302 :根據(jù)所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，控制所述主電動(dòng)機(jī)的速度和/或控制所述從電動(dòng)機(jī)的カ矩，以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)所述風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組各個(gè)運(yùn)行階段的測(cè)試可以歸結(jié)為對(duì)風(fēng)速和風(fēng)能兩個(gè)參數(shù)的模擬。而控制主電動(dòng)機(jī)的速度可以模擬風(fēng)速，控制從電動(dòng)機(jī)的カ矩可以模擬風(fēng)能，二者単獨(dú)或結(jié)合使用便可以靈活的模擬風(fēng)電機(jī)組的多個(gè)運(yùn)行階段，從而實(shí)現(xiàn)了本實(shí)施例的目的。圖4為本實(shí)施例中變頻器邏輯控制示意圖。在測(cè)試平臺(tái)中，令主電動(dòng)機(jī)的速度Vm為給定的參考速度Vltef,再通過主電機(jī)編碼器反饋信號(hào)得出電機(jī)實(shí)際速度值VAc;t。Vm和VArt的差作為變頻器PID的輸入。變頻器內(nèi)部進(jìn)行PID運(yùn)算后得出相對(duì)應(yīng)的主電動(dòng)機(jī)輸出力矩值TM()Ut。Scale為負(fù)載分配比例，可由控制系統(tǒng)或控制器規(guī)定并傳送給變頻器相應(yīng)參數(shù)。Tsfout與Scale相乘之后得到從電動(dòng)機(jī)的輸出力矩TF()Ut。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，Tsfout和TF()Ut可作為、和Tf直接輸出，但是在本實(shí)施例中，為了可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變槳的模擬測(cè)試，所以優(yōu)選的，還增設(shè)TMadd和TFadd，參見圖4所示。TMadd和TFadd分別來(lái)自控制系統(tǒng)或控制器的附加カ矩值，它們的值根據(jù)試驗(yàn)要求和控制策略決定，并由試驗(yàn)臺(tái)主控系統(tǒng)傳送給變頻器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)Tm和Tf的調(diào)整。TMadd與Tsfout進(jìn)行疊加，組成Tm進(jìn)行輸出；TFadd與TF()Ut進(jìn)行疊加，即根據(jù)Tm和Scale計(jì)算得到TF()Ut后，TFadd再與TFwt組成Tf輸出。則有以下關(guān)系公式Tm = TMout+TltladdTf = TFout+TFadd TFout = (TMout+TMadd) XScale驅(qū)動(dòng)端參考速度VKef (Speed Reference)與參考カ矩 T’Kef (Torque Reference)可由BLADED軟件算出的不同風(fēng)況下對(duì)應(yīng)的風(fēng)速和カ矩。由圖2得知
權(quán)利要求
1.ー種風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試方法，其特征在干用于風(fēng)電機(jī)組測(cè)試平臺(tái)；所述測(cè)試平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)端為并聯(lián)的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)；所述測(cè)試平臺(tái)的被測(cè)端為待測(cè)的風(fēng)電機(jī)組；所述驅(qū)動(dòng)端與所述被測(cè)端通過齒輪箱相連，所述齒輪箱為兩級(jí)并行、雙輸入單輸出結(jié)構(gòu)； 所述方法包括 步驟ー獲取所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段； 步驟ニ 根據(jù)所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，分別控制所述兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的速度和/或カ矩，以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)所述風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)采取主從控制方式進(jìn)行控制，其中主電動(dòng)機(jī)主要采用速度控制方式，從電動(dòng)機(jī)采用カ矩控制方式，并且所述步驟ニ具體為根據(jù)所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，分別控制所述主電動(dòng)機(jī)的速度和/或控制所述從電動(dòng)機(jī)的カ矩，以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)所述風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟ニ具體包括 當(dāng)需要模擬測(cè)試風(fēng)速?gòu)牧闵仙角腥腼L(fēng)速這一階段時(shí)，控制所述主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到預(yù)設(shè)的參考速度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟ニ具體包括 當(dāng)需要模擬測(cè)試風(fēng)速?gòu)那腥腼L(fēng)速上升但所述風(fēng)電機(jī)組尚未達(dá)到最高轉(zhuǎn)速這ー階段吋，控制所述主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，同時(shí)控制所述驅(qū)動(dòng)端的負(fù)載分配比例上升。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟ニ具體包括 當(dāng)需要模擬測(cè)試所述風(fēng)電機(jī)組已達(dá)到最高轉(zhuǎn)速但其功率尚未達(dá)到額定輸出功率這ー階段時(shí)，控制所述驅(qū)動(dòng)端的負(fù)載分配比例上升。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 當(dāng)需要模擬測(cè)試所述風(fēng)電機(jī)組已達(dá)到額定功率而風(fēng)能繼續(xù)增大這ー階段時(shí)，控制所述主電動(dòng)機(jī)的附加カ矩上升，同時(shí)控制所述從電動(dòng)機(jī)的附加カ矩減小。
7.一種風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述平臺(tái)包括 驅(qū)動(dòng)端包括并聯(lián)的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)端用于根據(jù)接收到的所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段的控制命令，改變所述兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的速度和/或力矩以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試； 齒輪箱用于連接所述驅(qū)動(dòng)端與被測(cè)端，為兩級(jí)并行、雙輸入單輸出結(jié)構(gòu)，其中所述被測(cè)端為所述待測(cè)試風(fēng)電機(jī)組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)采取主從控制方式進(jìn)行控制，其中主電動(dòng)機(jī)主要采用速度控制方式，從電動(dòng)機(jī)采用カ矩控制方式，所述驅(qū)動(dòng)端通過改變所述主電動(dòng)機(jī)的速度和/或改變所述從電動(dòng)機(jī)的力矩以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速和/或風(fēng)能變化的模擬。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試方法，包括獲取所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段；根據(jù)所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，控制所述主電動(dòng)機(jī)的速度和/或控制所述從電動(dòng)機(jī)的力矩，以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)所述風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試。本發(fā)明實(shí)施例將驅(qū)動(dòng)端設(shè)置為并聯(lián)的采取主從控制方式的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中主電動(dòng)機(jī)主要采用速度控制方式，從電動(dòng)機(jī)采用力矩控制方式，然后根據(jù)所要模擬測(cè)試的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段，控制所述主電動(dòng)機(jī)的速度和/或控制所述從電動(dòng)機(jī)的力矩，從而可以模擬風(fēng)速和/或風(fēng)能的變化，達(dá)到了模擬不同風(fēng)速不同載荷對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行測(cè)試的目的，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能模擬真實(shí)工況來(lái)測(cè)試的問題。
文檔編號(hào)G01R31/34GK102830357SQ20121034303
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者劉征奇, 王兆奎, 辛理夫, 李磊, 李文劍 申請(qǐng)人:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司