[实用新型]一种风力发电机组仿真系统及使用该系统的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组仿真系统及使用该系统的测试装置，属于风力发电技术领域。

背景技术

风力发电机组主要涉及空气动力学，结构动力学，电气系统和机械系统等方面的知识和内容，是一个多学科相互融合复杂的控制系统。在风电机组的性能测试和主控系统研发阶段，均需要对风电机组的各个控制模块进行性能测试，由于风电机组设备极其复杂，吊装运输不方便，如果主控系统的各项测试均在实际的风场中进行，则在调试时间、调试费用和安全性方面都存在很大的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种风力发电机组仿真系统及使用该系统的测试装置，以解决目前发电机组的测试在实际风场中进行实验仿真所造成的风险。

本实用新型为解决上述技术问题而提供一种风力发电机组仿真系统，该仿真系统包括处理器、硬件接口和仿真测试柜，处理器中设置有风机模型和风模型，仿真测试柜包括主控PLC、变桨控制模块和偏航控制模块，仿真测试柜中的主控PLC通过硬件接口控制连接处理器中的风机模型。

所述的处理器中的风机模型包括叶轮模型、传动链模型、发电机模型、变流器模型和塔筒模型。

所述的硬件接口包括I/O口、模拟量输入输出口、RS232接口、以太网接口和CAN总线接口。

本实用新型为解决上述技术问题还提供了一种使用上述风力发电机组仿真系统的测试装置，包括风速风向仪、风力发电机组控制柜和风力发电机组仿真系统，所述的风力发电机组仿真系统包括处理器、硬件接口和仿真测试柜，处理器中设置有风机模型和风模型，仿真测试柜包括主控PLC、变桨控制模块和偏航控制模块，处理器中风机模型通过硬件接口分别与仿真测试柜中的主控PLC和风力发电机组控制柜相连接，风速风向仪的输出端分别与风力发电机组控制柜、仿真测试柜和风机模型相连接。

所述的处理器中的风机模型包括叶轮模型、传动链模型、发电机模型、变流器模型和塔筒模型。

所述的硬件接口包括I/O口、模拟量输入输出口、RS232接口、以太网接口和CAN总线接口。

本实用新型的有益效果是:本发明通过设置风机模型和仿真测试柜，模拟整个风机的运行环境，能够在实验室实现对风电机组各个控制模块控制策略进行仿真，从而减少在实际风机上进行试验验证的风险，最终达到对控制策略进行测试和优化的目的。

附图说明

图1是本实用新型风力发电机组仿真系统结构示意图；

图2是本实用新型实施例中风力发电机组仿真系统仿真过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

本实用新型的一种风力发电机组仿真系统的实施例

如图1所示，本实用新型的风力发电机组仿真系统包括处理器、硬件接口和仿真测试柜，处理器中设置有风机模型和风模型，风模型为风机模型提供模拟风，风机模型包括叶轮模型、传动链模型、发电机模型、变流器模型和塔筒模型，仿真测试柜包括主控PLC、变桨控制模块和偏航控制模块，处理器通过硬件接口与仿真测试柜中的主控PLC相连接，这里的硬件接口根据所连接的硬件类型，可以为I/O口、模拟量输入输出口、RS232接口、以太网接口或者CAN总线接口。风机模型和风模型是通过Simulink建模后以C代码的形式下载到处理器中，主控PLC中，通过硬件实时接口与下载有风机模型的处理器相连接，实现仿真测试柜对风机模型的实时控制，最终达到对控制策略进行测试和优化的目的。此系统可以利用完整的风机模型在matlab内实现风机算法的设计，并通过PLC link软件生成PLC（任何厂家的PLC控制器都可以）可执行的代码，大大减少PLC程序编写速度，加快研发速度。

本实用新型的一种使用上述风力发电机组仿真系统的测试装置的实施例

如图2所示，本实用新型的测试装置包括风速风向仪、风力发电机组控制柜和风力发电机组仿真系统，风力发电机组仿真系统包括处理器、硬件接口和仿真测试柜，处理器中设置有风机模型，风机模型包括叶轮模型、传动链模型、发电机模型、变流器模型和塔筒模型，仿真测试柜包括主控PLC、变桨控制模块和偏航控制模块，处理器中风机模型通过硬件接口分别与仿真测试柜中的主控PLC和风力发电机组控制柜相连接，风速风向仪的输出端分别与风力发电机组控制柜、仿真测试柜和风机模型相连接，这里的风力发电机组控制柜我们选用许继控制柜，包括机舱柜和塔基柜，这里的硬件接口根据所连接的硬件类型，可以为I/O口、模拟量输入输出口、RS232接口、以太网接口或者CAN总线接口。

其工作过程如下：首先在matlab内搭建风机模型的各部分模型，并且根据许继2MW双馈风机各部分参数对风机模型的输入输出参数进行定义，并将模型最终以C代码的形式下载到贝福的处理器中，处理器通过硬件接口分别与仿真测试柜和许继现有的控制柜相连接，实现数据的交换，风速风向仪将检测到的实时风速风向分别传送给许继控制柜、仿真测试柜和风机模型，通过利用许继控制柜和仿真测试柜分别对风机模型进行仿真真，仿真测试柜会得到一个仿真结果，许继控制柜也会得到一个仿真结果，对比两个仿真结果对许继控制柜的控制策略进行优化。