專利名稱：在線測量風電機組變流器性能指標的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發(fā)電技術領域，特別是涉及一種在線測量風電機組變流器性能指標的裝置。
背景技術：
近年來隨著風力發(fā)電不斷地發(fā)展，風電場裝機容量逐年上升，風力發(fā)電所占的比例越來越大，已逐漸成為了一種常規(guī)能源。在風電機組中，變流器作為核心部件之一，其性能對風電機組有著至關重要的影響。由于前幾年風電的迅速發(fā)展，很多目前在運行的風電機組變流器的性能指標并不像供應商標稱的那么高。但由于當初檢驗手段的缺乏等因素，造成的歷史遺留問題已經(jīng)開始對風電機組的控制性能產(chǎn)生了影響。因此，對風電場運行中的風電機組變流器進行相關的性能指標測試，可為風電機組的整機性能提供試驗保障。同時，考慮測試工作的可行性，在線測試是測試工作的首選方式。測試獲得變流器的性能指標，可以對變流器電氣模型進行驗證和修正，不僅有利于提出變流器的改進思路，更有利于對風電機組主控策略進行優(yōu)化，提高整機的性能。對于主控策略而言，風電機組變流器的性能指標主要包括延遲時間、上升時間等，這就需要對系統(tǒng)進行轉矩的階躍響應測試。由于風電機組在風電場現(xiàn)場正常運行，在進行轉矩階躍響應時，容易造成系統(tǒng)超速等安全鏈故障而無法完成試驗，并且具有一定的安全事故隱患。然而，在目前的現(xiàn)狀下，在風電場運行的變流器仍無法進行性能指標的在線測試。為了得到相應的性能指標，往往只能在實驗室條件下對類似的變流器型號進行相關測試，并認為在線運行的變流器有類似的性能。但是此種方法具有明顯的局限性，因為有的產(chǎn)品已經(jīng)進行了升級換代，而升級之后的產(chǎn)品性能往往優(yōu)于風電場在線運行的舊產(chǎn)品，因此不具有足夠的說服力。所以，對風電機組變流器進行在線的性能測試，更能準確的得到在線運行變流器的性能指標。為了考慮風電機組的安全性，同時考慮到現(xiàn)在各個風電場都在進行低電壓穿越抽檢工作，因此，利用在低電壓穿越過程中轉矩變化的條件進行階躍響應試驗，實現(xiàn)變流器性能指標測試，既確保了風電機組的安全，又簡化了單獨測試變流器的復雜準備工作，易于實現(xiàn)。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種在線測量風電機組變流器性能指標的裝置，使其可利用風電機組低電壓穿越測試或者抽檢的試驗條件，通過修改主控的低電壓穿越控制策略，配合相應的采集裝置，對已經(jīng)安裝在風電場現(xiàn)場的風電機組變流器進行在線性能指標測量。為解決上述技術問題，本實用新型一種在線測量風電機組變流器性能指標的裝置，包括向變流器發(fā)送轉矩給定指令，并采集變流器實時數(shù)據(jù)和電網(wǎng)信息的主控PLC ；以及與主控PLC連接，并內置有數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊和指標計算模塊的測量PLC。作為進一步改進，所述的主控PLC與測量PLC通過網(wǎng)絡通訊連接。采用這樣的設計后，本實用新型具有以下有益效果I、解決了在現(xiàn)場運行的風電機組變流器性能指標無法在線測量的問題；2、利用低電壓穿越信號作為數(shù)據(jù)記錄以及指標運算的觸發(fā)信號，大大降低了數(shù)據(jù)存儲量，且可實現(xiàn)無人值守的自動測量，可以實現(xiàn)在風電場常規(guī)運行中(非低電壓穿越測試)，電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落造成低電壓穿越時自動進行變流器性能指標測量；3、通過網(wǎng)絡通訊方式采集主控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，硬件改動小，實現(xiàn)容易，可行性較強，且成本較低，利于推廣。

上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖I是本實用新型在線測量風電機組變流器性能指標的裝置的連接示意圖。圖2是本實用新型的測量PLC內置的在線測量風電機組變流器性能指標的系統(tǒng)組成示意圖。圖3是變流器的性能指標示意圖。
具體實施方式
請參閱圖I所示，本實用新型在線測量風電機組變流器性能指標的裝置，為了實現(xiàn)在低電壓穿越過程中對變流器性能指標進行測量，在風電機組系統(tǒng)主控PLC的基礎上增加了測量PLC。其中，主控PLC —方面控制風電機組進行相應的工作，另一方面通過與變流器的通訊，向變流器發(fā)送轉矩給定指令等，并采集變流器實時數(shù)據(jù)和電網(wǎng)信息，以判斷電網(wǎng)是否正常運行。測量PLC通過網(wǎng)絡與主控PLC通訊，測量PLC內置有在線測量風電機組變流器性能指標的系統(tǒng)。請配合參閱圖2所示，本實用新型測量PLC內置的在線測量風電機組變流器性能指標的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊和指標計算模塊，對應的在線測量風電機組變流器性能指標的方法包括以下步驟(I)修改主控的低電壓穿越控制策略，請配合參閱附圖3所示，將低電壓穿越結束之后的轉矩給定修改為階躍響應的給定方式。(2)啟動風電機組，按照正常運行和測試計劃進行低電壓穿越測試，低穿期間轉矩給定跌落幅值為M。(3)數(shù)據(jù)采集模塊通過網(wǎng)絡通訊實時采集主控PLC中的數(shù)據(jù)，包括主控給定轉矩Torque_ref、變流器反饋轉矩Torque_con、以及變流器發(fā)出的低電壓穿越信號LVRT。(4)記錄主控給定轉矩和變流器反饋轉矩的數(shù)據(jù)，較佳的，在數(shù)據(jù)采集模塊采集到低電壓穿越信號LVRT發(fā)生時，再通過該信號觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄模塊開始記錄一定時長的主控給定轉矩Torque_ref和變流器反饋轉矩Torque_con的數(shù)據(jù)，以避免長時間大量記錄數(shù)據(jù)。(5)指標計算模塊根據(jù)數(shù)據(jù)記錄模塊記錄的數(shù)據(jù)，按照附圖3所示的階躍響應指標定義，參考主控給定轉矩Torque_ref,計算變流器階躍響應的性能指標,包括反饋轉矩Torque_con響應的延遲時間td、上升時間tp以及2%準則的調節(jié)時間ts。通過本實用新型的裝置，即可實現(xiàn)在低電壓穿越過程中，對現(xiàn)場運行的風電機組變流器關鍵性能指標td、k和ts的在線測量通過修改主控程序的低電壓穿越策略，實現(xiàn)在現(xiàn)場運行的風電機組變流器的轉矩階躍響應試驗；通過低電壓穿越信號觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄和指標運算的方法，提供了無人值守的自動測試途徑；通過網(wǎng)絡采集被測風電機組的試驗數(shù)據(jù)完成測試，大大降低了硬件的改動量，使本實用新型易于實現(xiàn)，便于推廣，且對運行風電機組不會造成額外的影響。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種在線測量風電機組變流器性能指標的裝置，其特征在于包括向變流器發(fā)送轉矩給定指令，并采集變流器實時數(shù)據(jù)和電網(wǎng)信息的主控PLC;以及與主控PLC連接，并內置有數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊和指標計算模塊的測量PLC。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種現(xiàn)場在線測量風電機組變流器性能指標的裝置，其特征在于所述的主控PLC與測量PLC通過網(wǎng)絡通訊連接。
專利摘要本實用新型是有關于一種在線測量風電機組變流器性能指標的裝置，包括向變流器發(fā)送轉矩給定指令，并采集變流器實時數(shù)據(jù)和電網(wǎng)信息的主控PLC；以及與主控PLC連接，并內置有數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊和指標計算模塊的測量PLC。本實用新型可利用風電機組低電壓穿越測試或者抽檢的試驗條件，通過修改主控的低電壓穿越控制策略，配合相應的采集裝置，對已經(jīng)安裝在風電場現(xiàn)場的風電機組變流器進行在線性能指標測量。
文檔編號G01R31/00GK202770926SQ20122037209
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權日2012年7月27日
發(fā)明者汪正軍, 潘磊, 紀國瑞, 張會廣, 何杰 申請人:國電聯(lián)合動力技術有限公司