[实用新型]基于工控机的风电机组并网性能测试系统

说明书

技术领域

本实用新型属于新能源并网检测系统设计及应用技术领域，尤其涉及一种基于工控机的风电机组并网性能测试系统，是一种综合多种功能的工控机和数据转换接口组成的检测装置，适用于对大型风电机组设备产业化进程中的机组并网性能测试分析。

背景技术

目前的现状是一些风电机组生产商由于技术积累不足，投放到市场中的部分风电机组带有质量问题，给并网运行带来了严重的隐患。电力系统对电能质量的要求是非常严格的，必然要求电源运行性能达到相应的标准，更何况风电是一种波动性、间歇性电源。如果风电不满足电力系统对电能的质量要求，将会给电力系统带来很大安全问题。国家电网公司对风电机组运营商以一种规范的约束形式，明确机组的测试要求，从而保证投放到电力系统上的风电设备有高性能和高质量；然而，我国风电行业专业认证、测试机构寥寥无几，认证技术也采取国外引进、消化吸收再创新的技术路线，测试设备的可供货方更是凤毛麟角，多数为国外进口，国内重复借用的现状，并且价格不菲，因此并网测试设备的研发和本地化势在必行。

目前具备风机性能测试认证资质的国内企业只有北京鉴衡认证中心、中国船级社；中国电力科学院、以及华北电力大学等一些国家、省、市级电力方面的重点实验室等还可以进行电能质量测试；对于噪声测试，郑州机械研究所可以进行传动系统的噪声监测；对于机组的环境噪声监测，由相关的质量检测、认证单位进行；对于载荷测试，目前北京鉴衡认证中心已通过引进、吸收、应用。

从目前的国内发展情况来说，功率曲线测试、电能质量测试都属于电力部门或机构的业务范围，现有的测试设备可以改造升级，从而满足功能需要；噪声测试可分为声学测量和非声学测量设备，需要在原有的通用工业噪声测量仪器上进行专业化处理，方可适配；载荷测试设备为风机专用测试设备，需要专项研发。因此测试设备的研发成为我国国内风机行业共同服务平台的专项紧迫任务。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种基于工控机的风电机组并网性能测试系统。目的是有效降低风电机组并网性能测试设备的投资额度及测量周期；通过不同传感器数据转换的结合，提高测试系统可控性、便捷性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于工控机的风电机组并网性能测试系统，包括外界环境测量辅助设备、工控机及数据采集器三个部分构成；外界环境测量数据辅助设备的数据输出端口输出线连接到数据采集器的数据输入端口，数据采集器输出端口连接工控机数据转换接口。

所述的外界环境测量数据辅助设备包括测风塔、测风传感器、风速仪、电压传感器、电流传感器、气象传感器；测风传感器、风速仪、气象传感器均安装在测风塔上；所述气象传感器包括：包括气压传感器、湿度传感器及风向仪传感器。

所述的工控机内部装有功率曲线和电能质量数据处理功能可视化软件。

所述工控机内装有NI公司的虚拟仪器软件LabVIEW和Mathworks公司的Matlab软件。

所述的数据采集器，根据测试项目的不同，选择性地接入不同信号传感器信号；

当测试风电机组功率曲线时，数据采集器的数据输入端口直接与电压传感器、电流传感器、有功功率传感器、风速传感器、风向传感器、气压传感器及湿度传感器的数据输出端口相连；

当测试风电机组电能质量时，数据采集器的数据输入端口直接与电压传感器、电流传感器的数据输出端口相连。

风电机组性能相关的测试设备研发，比如功率曲线测试，采取外界环境资源测试和本机输出功率测试两个部分构成，设备和数据统计技术目前都有国外IEC相关标准可以借鉴；载荷测试设备可以依据IEC61400-13进行设备的研发和外围传感器的选型；电能质量测试可以依据IEC61400-21进行；噪声测试可以依据IEC61400-11进行；这些测试方法和数据计算处理都有相应的国外标准可以参考，技术方案的定制有行业约束标准，技术风险小，具有可行性。

本实用新型测试系统通过集成不同数据处理功能的工控机，外部通过数据采集器至转换接口单元接入被测传感器；工控机系统内部装有功率曲线和电能质量数据处理软件，外部接口集成了不同种信号数据转换接口单元，能够同时对温度、气压、风速、发电机电压、电流等传感器信号进行处理，并能生成可视化曲线。本实用新型测试系统多种处理分析软件满足风电机组并网性能检测的需求，在能够有效节省测试系统投资及体积、重量、数量的前提下，可大大提高测试系统的整体性能，使其在新能源并网领域有着广阔的应用前景。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：