專(zhuān)利名稱(chēng)：一種風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電性能是風(fēng)電場(chǎng)及其關(guān)注的問(wèn)題，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電性能主要通過(guò)功率特性進(jìn)行考核與評(píng)價(jià)，即風(fēng)速與機(jī)組實(shí)際上網(wǎng)凈功率的關(guān)系(又稱(chēng)功率曲線)。功率特性分析首先根據(jù)IEC61400-12-1:2005《風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量》標(biāo)準(zhǔn)提供的細(xì)節(jié)采集機(jī)組的功率、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度、濕度等數(shù)據(jù)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)篩選與折算最終繪制出機(jī)組的功率曲線。由于功率特性測(cè)量工作是短暫的工作，設(shè)備并非永久安裝在當(dāng)?shù)?，因此采集設(shè)備需要滿足方便安裝、拆卸與無(wú)線通信功能。目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的功率特性測(cè)量工作主要還是使用機(jī)組自身的SCADA系統(tǒng)進(jìn)行功率和風(fēng)速數(shù)據(jù)的采集，采集風(fēng)速的風(fēng)速計(jì)設(shè)置在機(jī)組的機(jī)艙上，風(fēng)速受到葉片、輪轂的干擾較為嚴(yán)重，并且沒(méi)有采集溫度、氣壓等能夠計(jì)算空氣密度的數(shù)據(jù)。根據(jù)SCADA采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行功率曲線分析，誤差較大，滿足不了 IEC61400-12-1:2005的要求。功率特性測(cè)量要求在被測(cè)風(fēng)電機(jī)組距離2-4倍葉輪直徑之間安裝測(cè)風(fēng)塔，測(cè)量氣象的設(shè)備安裝在測(cè)風(fēng)塔上，同時(shí)要求氣象測(cè)量設(shè)備與風(fēng)電機(jī)組中功率測(cè)量設(shè)備時(shí)間上嚴(yán)格同步，并且兩套設(shè)備的數(shù)據(jù)能夠方便傳輸至遠(yuǎn)端服務(wù)器。目前國(guó)內(nèi)能夠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)功率特性測(cè)量的隊(duì)伍較少，使用的采集設(shè)備都是使用電纜進(jìn)行通訊，通常需要拋溝埋線對(duì)兩套設(shè)備進(jìn)行連接，現(xiàn)場(chǎng)施工復(fù)雜，成本較高。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的功率特性測(cè)量系統(tǒng)在設(shè)備以及使用上，顯然仍存在不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種通過(guò)無(wú)線進(jìn)行通信，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單快速，大大提高工作效率、降低安裝成本的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)屬當(dāng)前重要的研發(fā)課題之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，使其具有無(wú)線通信，安裝拆卸方便，易于獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，包括功率測(cè)量設(shè)備、氣象測(cè)量設(shè)備以及服務(wù)器，其中功率測(cè)量設(shè)備包括獲取機(jī)組發(fā)出的三相凈電流的電流互感器，獲取電流互感器的輸出信號(hào)和相電壓信號(hào)的功率變送器，以及安裝在塔筒底部、獲取功率變送器的輸出信號(hào)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)、并通過(guò)通訊模塊與服務(wù)器連接的數(shù)據(jù)采集器；氣象測(cè)量設(shè)備包括安裝在測(cè)風(fēng)塔并通過(guò)通訊模塊與服務(wù)器連接的數(shù)據(jù)采集器，以及與該數(shù)據(jù)采集器連接的風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向標(biāo)、溫濕度計(jì)、壓力計(jì)。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述功率測(cè)量設(shè)備和氣象測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器的通訊模塊均采用GPRS無(wú)線通訊模塊。[0008]所述氣象測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器采用太陽(yáng)能供電模塊，包括太陽(yáng)能電池板、蓄電池以及太陽(yáng)能控制器。所述功率測(cè)量設(shè)備和氣象測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器均采用CR1000數(shù)據(jù)采集器。所述功率變送器采用PIC18系列單片機(jī)，并通過(guò)RS485轉(zhuǎn)232模塊與功率測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器連接。所述氣象測(cè)量設(shè)備采用8通道的數(shù)據(jù)采集器。所述電流互感器采用0. 2級(jí)的開(kāi)口式電流互感器。所述風(fēng)速計(jì)采用NRG#40型風(fēng)速計(jì)。所述風(fēng)向標(biāo)采用NRG#200P風(fēng)向標(biāo)。采用這樣的設(shè)計(jì)后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型一種風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，易于獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單快速，大大提高了工作效率，并降低了安裝成本。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)的組成示意圖。圖2是本實(shí)用新型的功率測(cè)量設(shè)備的連接示意圖。圖3是本實(shí)用新型的氣象測(cè)量設(shè)備的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型一種風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，包括功率測(cè)量設(shè)備、氣象測(cè)量設(shè)備以及服務(wù)器。其中，功率測(cè)量設(shè)備主要由電流互感器、功率變送器以及塔筒底部數(shù)據(jù)采集器組成；氣象測(cè)量設(shè)備主要由風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向標(biāo)、溫濕度計(jì)、壓力計(jì)以及測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)采集器組成。本實(shí)用新型是根據(jù)IEC61400-12-1標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的功率特性測(cè)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括能夠采集機(jī)組實(shí)際產(chǎn)生的功率以及機(jī)組運(yùn)行信息的功率測(cè)量設(shè)備，以及能夠獲取機(jī)組運(yùn)行時(shí)風(fēng)況以及氣象信息的氣象測(cè)量設(shè)備。氣象測(cè)量設(shè)備采用8通道的數(shù)據(jù)采集器，同步采集來(lái)自測(cè)風(fēng)塔的主風(fēng)速計(jì)、輔助風(fēng)速計(jì)測(cè)量的風(fēng)速以及風(fēng)向、氣壓、環(huán)境溫度、濕度等信息。由于測(cè)風(fēng)塔處一般無(wú)專(zhuān)門(mén)供電的線纜，因此采用太陽(yáng)能電池板與蓄電池進(jìn)行供電。為了便于遠(yuǎn)程管理維護(hù)，這兩套設(shè)備均配備了 GPRS無(wú)線通訊模塊，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)GPRS與兩套設(shè)備連接，連接后可以進(jìn)行收取數(shù)據(jù)，時(shí)間同步，刷新程序等操作。請(qǐng)參閱圖2所示，功率測(cè)量設(shè)備通過(guò)電流互感器獲取機(jī)組發(fā)出的三相凈電流，通過(guò)直連的方式獲取三相電壓，將這些信號(hào)送入功率變送器后計(jì)算得到機(jī)組的實(shí)際測(cè)量功率，將功率變送器輸出的信號(hào)連同風(fēng)速、風(fēng)向、有功功率、環(huán)境溫度、轉(zhuǎn)速、槳距角、運(yùn)行及故障等信號(hào)輸入安裝在塔底的數(shù)據(jù)采集器，用以監(jiān)視運(yùn)行機(jī)組的詳細(xì)狀態(tài)。其中風(fēng)電機(jī)組控制柜中提供的風(fēng)電機(jī)組所測(cè)量得到的風(fēng)速、風(fēng)向、有功功率、環(huán)境溫度、轉(zhuǎn)速、槳距角等信息通過(guò)模擬量進(jìn)行采集，運(yùn)行及故障信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行采集，功率通過(guò)功率變送器采集電流和電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算所得。功率變送器采用PIC18系列單片機(jī)作控制核心，可實(shí)現(xiàn)三相四線或其它任意線制的電壓、電流等全部電參數(shù)的測(cè)量，并可以將計(jì)算得到的功率直接通過(guò)RS485輸出，使用RS485轉(zhuǎn)232模塊將485信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)采集器可以接收的信號(hào)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。電流互感器采用0. 2級(jí)的開(kāi)ロ式電流互感器采集機(jī)組與變壓器低壓側(cè)連接電纜的電流信號(hào)，如表一所不。表I電流互感器技術(shù)參數(shù)
權(quán)利要求1.一種風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括功率測(cè)量設(shè)備、氣象測(cè)量設(shè)備以及服務(wù)器，其中 功率測(cè)量設(shè)備包括獲取機(jī)組發(fā)出的三相凈電流的電流互感器，獲取電流互感器的輸出信號(hào)和相電壓信號(hào)的功率變送器，以及安裝在塔筒底部、獲取功率變送器的輸出信號(hào)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)、并通過(guò)通訊模塊與服務(wù)器連接的數(shù)據(jù)采集器； 氣象測(cè)量設(shè)備包括安裝在測(cè)風(fēng)塔并通過(guò)通訊模塊與服務(wù)器連接的數(shù)據(jù)采集器，以及與該數(shù)據(jù)采集器連接的風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向標(biāo)、溫濕度計(jì)、壓カ計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述功率測(cè)量設(shè)備和氣象測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器的通訊模塊均采用GPRS無(wú)線通訊模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述氣象測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器采用太陽(yáng)能供電模塊，包括太陽(yáng)能電池板、蓄電池以及太陽(yáng)能控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述功率測(cè)量設(shè)備和氣象測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器均采用CRlOOO數(shù)據(jù)采集器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述功率變送器采用PIC18系列單片機(jī)，并通過(guò)RS485轉(zhuǎn)232模塊與功率測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述氣象測(cè)量設(shè)備采用8通道的數(shù)據(jù)采集器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述電流互感器采用0. 2級(jí)的開(kāi)ロ式電流互感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)速計(jì)采用NRG#40型風(fēng)速計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)向標(biāo)采用NRG#200P風(fēng)向標(biāo)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)量系統(tǒng)，包括功率測(cè)量設(shè)備、氣象測(cè)量設(shè)備以及服務(wù)器，其中功率測(cè)量設(shè)備包括獲取機(jī)組發(fā)出的三相凈電流的電流互感器，獲取電流互感器的輸出信號(hào)和相電壓信號(hào)的功率變送器，以及安裝在塔筒底部、獲取功率變送器的輸出信號(hào)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)、并通過(guò)通訊模塊與服務(wù)器連接的數(shù)據(jù)采集器；氣象測(cè)量設(shè)備包括安裝在測(cè)風(fēng)塔并通過(guò)通訊模塊與服務(wù)器連接的數(shù)據(jù)采集器，以及與該數(shù)據(jù)采集器連接的風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向標(biāo)、溫濕度計(jì)、壓力計(jì)。該實(shí)用新型通過(guò)無(wú)線方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，易于獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單快速，大大提高了工作效率、降低了安裝成本。
文檔編號(hào)G01R21/06GK202870264SQ20122047506
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者岳俊紅, 胥佳, 劉瑞華, 張巖 申請(qǐng)人:龍?jiān)?北京)風(fēng)電工程技術(shù)有限公司