風力發電機組功率特性測試裝置的製作方法

2023-08-22 10:39:56 3

專利名稱：風力發電機組功率特性測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測和分析風力發電機組功率特性的裝置。
背景技術：
風力發電機組功率特性的測試評估是滿足生產廠家確定風力發電機組的功率特性要求，也是滿足購買者確定風力發電機組的功率特性要求。現有風力發電機組功率特性的測試，使用通用功率特性測試儀器結合氣象站儀採集功率數據和氣象數據，人工或程序編程來對齊數據，處理數據並出報告，至今未發現一體化的風力發電機組功率特性的測試專用儀器來直接測試評估，難以保證測試評估結果的可靠性和準確性。目前市場上的功率分析儀廣泛應用到風電行業，測量評估風電場入網監測評估。但存在問題一是這些儀器沒有採集風速、風向、溫度、壓力信號，不便測量評估風力發電機組功率特性。二是以上儀器的功率測量數據很難準確同步採集於風速信號，導致評估報告的可靠性。

發明內容
本發明針對以上問題，提出一種風力發電機組功率特性測試裝置，該裝置根據需要結合必要的分析軟體，可以實現風力發電機組功率特性測試。本發明主要包括由三相電壓互感器8、三相電流互感器9構成的三相電力傳感器、風速傳感器2、風向傳感器3，溫度傳感器5、壓力傳感器4，溼度傳感器6，數據採集儀I、功率分析儀7、工控機10構成，其中，三相電壓互感器8分別與功率分析儀7的L1\L2\L3\N連接，三相電流互感器9分別與功率分析儀7的Iu\Iu\Iu相連接，風速傳感器2與數據採集儀I的第一埠相連接，風向傳感器3與數據採集儀I的第四埠相連接，溫度傳感器5與數據採集儀I的第六埠相連接，壓力傳感器4與數據採集儀I的第五埠相連接，溼度傳感器5與數據採集儀I的第七埠相連接，數據採集儀I通過串口與工控機10連接，功率分析儀7通過乙太網口與工控機10連接；所述的功率分析儀為3390功率分析儀。本發明的優點是，根據需要及規範配置相應的軟體，實現一體化的風力發電機組功率特性的測試及評估。


圖I本發明結構示意圖。
具體實施例方式本發明主要包括由三相電壓互感器8、三相電流互感器9構成的三相電力傳感器、風速傳感器2、風向傳感器3，溫度傳感器5、壓力傳感器4，溼度傳感器6，數據採集儀I、功率分析儀7、工控機10構成，其中，三相電壓互感器8分別與功率分析儀7的L1\L2\L3\N連接，三相電流互感器9分別與功率分析儀7的Iu\Iu\Iu相連接，風速傳感器2與數據採集儀I的第一埠相連接，風向傳感器3與數據採集儀I的第四埠相連接；溫度傳感器5與數據採集儀I的第六埠相連接，壓力傳感器4與數據採集儀I的第五埠相連接，溼度傳感器5與數據採集儀I的第七埠相連接，數據採集儀I通過串口與工控機10連接，功率分析儀7通過乙太網口與工控機10連接，工控機可以通過無線網卡與乙太網11連接；所述的功率分析儀為3390功率分析儀。其中，
軟體系統包括下位機(嵌入式控制器CPU系統)軟體和上位機(工控機)軟體。I、下位機(嵌入式控制器CPU系統)軟體，運用TwinCAT PLC Control開發環境，採用IEC61131-3程式語言，採樣速率為5Hz採集電壓、電流等數據；對於風速、風向、溫度、氣壓等參數採樣速率為IHz ;預處理數據將得到O. 2秒、I秒、60秒、10分鐘平均值、標準差、最大值及最小值。篩選的數據是以10 min為一個周期由連續測量所得到的數據而產生；2、上位機(工控機)軟體，按照國家標準GB/T 18451. 2-2003風力發電機組功率特性試驗算法。測量的功率曲線是對摺算的數據組採用bin方法(method of bins)進行處理的。從測試所篩選出的數據組需要折算回歸到兩種參考空氣密度下的數據。一種為在試驗場所測得的空氣密度平均值，其變化幅值接近O. 05 kg/ m3，而另一種應為海平面的空氣密度值，參考ISO標準 的空氣密度(1.225 kg/ m3)。如果實測空氣密度值在I. 225 kg/ m3±0. 05 kg/m3範圍內，則沒有必要進行空氣密度折算。在完成數據回歸後，選定的測試數據要根據bin方法進行排序，每個bin中至少含有30 min的採樣數據值；所選取的數據組應該覆蓋從低於切人風速I m/s到切出風速範圍內。風速範圍應連續分成0.5 m/s bin，中心值是0.5 m/s的整數倍。全部測試周期中包括風力發電機組在風速範圍內正常運行至少180 h。年發電量是利用測量所得到的功率曲線對於不同參考風速頻率分布所計算出的估算值。而參考風速頻率分布可以採用瑞利分布進行，該分布與形狀係數為2時的威布爾分布等同。功率係數可以根據所測得的功率曲線計算而獲得。當然，本發明還可以適用其它軟體，這為同行業技術人員所容易理解，在此不再贅述。
權利要求
1.風力發電機組功率特性測試裝置，其特徵是，主要包括由三相電壓互感器(8)、三相電流互感器(9)構成的三相電力傳感器、風速傳感器(2)、風向傳感器(3)，溫度傳感器(5)、壓力傳感器(4)，溼度傳感器(6)，數據採集儀(I)、功率分析儀(7)、工控機(10)構成，其中，三相電壓互感器(8)分別與功率分析儀(7)的L1\L2\L3\N連接，三相電流互感器(9)分別與功率分析儀(7)的IU\L\IU相連接，風速傳感器(2)與數據採集儀(I)的第一埠相連接，風向傳感器(3 )與數據採集儀(I)的第四埠相連接，溫度傳感器(5 )與數據採集儀(I)的第六埠相連接，壓力傳感器(4)與數據採集儀(I)的第五埠相連接，溼度傳感器(5)與數據採集儀(I)的第七埠相連接，數據採集儀(I)通過串口與工控機(10)連接，功率分析儀(7)通過乙太網口與工控機(10)連接。
2.根據權利要求I所述的風力發電機組功率特性測試裝置，其特徵是，所述的功率分析儀選擇3390功率分析儀。
全文摘要
本發明涉及一種檢測和分析風力發電機組功率特性的裝置。主要包括由三相電壓互感器(8)、三相電流互感器(9)構成的三相電力傳感器、風速傳感器(2)、風向傳感器(3)，溫度傳感器(5)、壓力傳感器(4)，溼度傳感器(6)，數據採集儀(1)、功率分析儀(7)、工控機(10)構成。本發明的優點是根據需要及規範實現一體化的風力發電機組功率特性的測試及評估。
文檔編號G01R31/34GK102879739SQ20121036263
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者孟克其勞, 宋為民, 蘇日娜, 周鳳林 申請人:內蒙古自治區農牧業機械試驗鑑定站