專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)及測試方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)機主控系統(tǒng)是風(fēng)機的重要組成部分，它承擔(dān)著風(fēng)機監(jiān)控、自動調(diào)節(jié)、實現(xiàn)最 大風(fēng)能捕獲以及保證良好的電網(wǎng)兼容性等重要任務(wù)。就風(fēng)機主控系統(tǒng)本身的要求而言， 確有它的特殊性和復(fù)雜性，從硬件來講，風(fēng)機控制系統(tǒng)隨風(fēng)機一起安裝在接近自然的環(huán) 境中，工作有較大振動、大范圍的溫度變化、強電磁干擾這樣的復(fù)雜條件下，因此其硬 件要求比一般系統(tǒng)要高得多，從軟件來講，風(fēng)機要實現(xiàn)完全的自動控制，必須有一套與 之相適應(yīng)的完善的控制軟件。主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)和變頻器需要協(xié)同工作才能實現(xiàn)在 較低風(fēng)速下的最大風(fēng)能捕獲、在中等風(fēng)速下的定轉(zhuǎn)速以及在較大風(fēng)速下的恒頻、恒功運 行，這需要在這幾大部件中有一套先進、復(fù)雜的控制算法。隨著風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的迅猛發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電的主控系統(tǒng)的發(fā)展正在逐漸壯大。但 是，目前還缺少對風(fēng)機主控系統(tǒng)的有效地實驗室測試方法。傳統(tǒng)測試方法都是通過野 外風(fēng)機進行現(xiàn)場模擬，但由于風(fēng)是不可預(yù)測的，同時對于風(fēng)的要求缺乏可控性，傳統(tǒng)的 方法很難測試出在多種風(fēng)況下，風(fēng)機控制系統(tǒng)運行情況的，并且測試時間長，效果不明 顯，還會增加額外成本。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型提出一種風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng) 實驗室測試系統(tǒng)和測試方法，其可有效降低成本、提高測試效率。本實用新型提出的一種風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)，包括擁有風(fēng)力資 料數(shù)據(jù)庫的計算機、風(fēng)機主控系統(tǒng)、測試平臺，所述計算機、測試平臺分別與風(fēng)機主控 系統(tǒng)相連，該測試平臺包括開關(guān)量控制電路、模擬量控制電路和接收所述風(fēng)機主控系統(tǒng) 輸出信號的控制電路三部分組成，所述開關(guān)量控制電路控制輸出到所述風(fēng)機主控系統(tǒng)的 開關(guān)量；所述模擬量控制電路控制輸出到所述風(fēng)機主控系統(tǒng)的模擬量。本實用新型所述開關(guān)量控制電路為電源、開關(guān)、電阻組成的若干個串聯(lián)電路形 成的并聯(lián)電路，所述開關(guān)的通斷模擬對所述風(fēng)機主控系統(tǒng)中的開關(guān)量信號進行控制；所 述電源的電壓值為24V，所述開關(guān)閉合時，該電壓值為模擬所述風(fēng)機主控系統(tǒng)的開關(guān)量 輸出信號；所述模擬量控制電路由單片機AT89S52、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn) 換器、負載、LCD、鍵盤組成；所述模擬量控制電路輸出4-24mA的可變電流，該可變 電流對所述風(fēng)機主控系統(tǒng)中的模擬量信號進行控制。由于采用以上技術(shù)方案，本實用新型可根據(jù)長期積累下的風(fēng)況數(shù)據(jù)庫，利用先 進的計算機技術(shù)，可以在實驗室中合理模擬出自然狀況下的多種風(fēng)況，測試主控器的信 號輸出的合理性和正確性；與傳統(tǒng)的主控系統(tǒng)測試方法相比較，在對風(fēng)況的控制上有著 很大的優(yōu)勢，傳統(tǒng)方式?jīng)]有有效地主控系統(tǒng)實驗室測試平臺，通常在野外風(fēng)場進行測試中，風(fēng)況不可控，測試效果不明顯且周期長；本實用新型可以有效地模擬多種各種風(fēng) 況，并通過測試平臺模擬主控系統(tǒng)的輸入控制信號，具有很好的可控性，測試周期同傳 統(tǒng)方法相比大大減小，節(jié)省相應(yīng)的成本，并可同時對多個主控系統(tǒng)進行測試，體積小， 能耗低，使用壽命長，維護簡單。

圖1為利用本實用新型風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)的方法流程圖；圖2為本實用新型風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)中的測試平臺原理圖；圖3為本實用新型風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)中的開關(guān)量電路原理 圖；圖4為本實用新型風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)中的模擬量電路原理 圖。圖中1計算機；2風(fēng)機主控系統(tǒng)；3測試平臺；4接收風(fēng)機主控系統(tǒng)輸出信號的 控制電路；5開關(guān)量控制電路；6模擬量控制電路
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明如圖1、2所示，一種風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)，包括擁有風(fēng)力資料 數(shù)據(jù)庫的計算機1、風(fēng)機主控系統(tǒng)2、測試平臺3，計算機1、測試平臺3分別與風(fēng)機主控 系統(tǒng)2相連，該測試平臺3包括開關(guān)量控制電路5、模擬量控制電路6和接收風(fēng)機主控系 統(tǒng)輸出信號的控制電路4三部分組成，開關(guān)量控制電路5控制輸出到風(fēng)機主控系統(tǒng)2的開 關(guān)量信號；模擬量控制電路6控制輸出到風(fēng)機主控系統(tǒng)2的模擬量信號。根據(jù)該測試系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試方法，包括以下步驟1)將計算機接入所述風(fēng)機主控系統(tǒng)，該計算機利用其自身設(shè)有的風(fēng)力資料數(shù)據(jù) 庫模擬多種風(fēng)況下的風(fēng)速與風(fēng)向等信息，并將模擬信息傳入所述風(fēng)機主控系統(tǒng)；2)所述測試平臺模擬在各種風(fēng)況下風(fēng)機中的多種控制信號，如浪涌保護信號， 溫度信號，發(fā)電機加熱器控制信號等等，并將該模擬的控制信號傳送入所述風(fēng)機主控系 統(tǒng)中，風(fēng)機主控系統(tǒng)做出相應(yīng)反應(yīng)并輸出信號；3)所述風(fēng)機主控系統(tǒng)做出相應(yīng)反應(yīng)后的輸出信號接入所述測試平臺，在所述 風(fēng)機主控系統(tǒng)對各種輸入信號做出有效處理之后，所述輸出信號在所述測試平臺中經(jīng)測 試，檢測所述模擬的控制信息的正確性。實驗室測試平臺主要有兩個部分，一項是計算機軟件，一項是測試平臺。計算機軟件部分主要是使用風(fēng)力資料的數(shù)據(jù)庫來仿真參數(shù)。根據(jù)常年的風(fēng)場經(jīng) 驗，及采樣，已生成擁有相對完整風(fēng)力資料的數(shù)據(jù)庫，計算機可以模擬仿真風(fēng)場參數(shù)， 做到在實驗室中就可以實現(xiàn)對主控系統(tǒng)傳送風(fēng)場中的風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)。用時短，模擬 風(fēng)況多，效率高，控制效果好。測試平臺的作用是模擬風(fēng)機中的各種控制信息，并且反映風(fēng)機主控系統(tǒng)信號輸 出的正確性，控制信號主要分為測試平臺模擬的開關(guān)量和模擬量。開關(guān)量由24V電壓的 通斷表示，模擬量由4-24mA可變電流表示。開關(guān)量和模擬量的數(shù)量由主控系統(tǒng)決定。[0022]如圖3所示，開關(guān)量的作用原理使用電壓VCC = 24V，用電壓的通斷模擬對 風(fēng)機主控系統(tǒng)中的開關(guān)量進行控制。如下原理圖中所示，當(dāng)開關(guān)Sl閉合UOl = 24V，這 是模擬對主控系統(tǒng)中的控制量輸出信號。U02，U03...U0n,原理相同。模擬量的模擬如圖4所示，以AT89S52為核心的控制器，通過A/D轉(zhuǎn)換器、D/ A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換器及獨特的算法實現(xiàn)了電壓輸入24V直流電，電流輸出可變，范圍為 4mA 20mA。該數(shù)控直流電流源具有電流可預(yù)置，ImA步進，同時顯示輸出電流值。 使用標(biāo)準(zhǔn)的4X4鍵盤，可以實現(xiàn)0 9數(shù)字輸入，“ + ”、“-”、“設(shè)置”。使用芯 片控制，電流可變，效果更加接近風(fēng)機中傳感器的實際信號值。仿真效果好。同時，有 鍵盤和LCD操作簡單，可視直觀。接收主控系統(tǒng)輸出信號部分采用LED燈顯示，有信號時，相應(yīng)的燈亮，簡單直 觀。如輸入控制信號，LED燈不顯示，則說明主控系統(tǒng)有錯誤。本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機主控系統(tǒng)實驗室測試平臺具有優(yōu)勢1、投資花費相對較少，減少測試成本。2、及時檢測出設(shè)計主控系統(tǒng)在設(shè)計和生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題。3、軟件和測試平臺分開，方便根據(jù)需要對測試臺進行二次改造，提高效率。4、方便對設(shè)備維護和更新。5、可以同時對多臺主控系統(tǒng)測試，提高效率但是，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能 夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神 的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)，其特征在于包括擁有風(fēng)力資料數(shù)據(jù) 庫的計算機、風(fēng)機主控系統(tǒng)、測試平臺，所述計算機、測試平臺分別與風(fēng)機主控系統(tǒng)相 連，該測試平臺包括開關(guān)量控制電路、模擬量控制電路和接收所述風(fēng)機主控系統(tǒng)輸出信 號的控制電路三部分組成，所述開關(guān)量控制電路控制輸出到所述風(fēng)機主控系統(tǒng)的開關(guān)量 信號；所述模擬量控制電路控制輸出到所述風(fēng)機主控系統(tǒng)的模擬量信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述開關(guān)量控制電路為電源、開 關(guān)、電阻組成的若干個串聯(lián)電路形成的并聯(lián)電路，所述開關(guān)的通斷模擬對所述風(fēng)機主控 系統(tǒng)中的開關(guān)量信號進行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述電源的電壓值為24V，所述開 關(guān)閉合時，該電壓值為模擬所述風(fēng)機主控系統(tǒng)的開關(guān)量輸出信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述模擬量控制電路由單片機 AT89S52、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換器、負載、LCD、鍵盤組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述模擬量控制電路輸出4-24mA 的可變電流，該可變電流對所述風(fēng)機主控系統(tǒng)中的模擬量信號進行控制。
專利摘要本實用新型公開一種風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗室測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)包括擁有風(fēng)力資料數(shù)據(jù)庫的計算機、風(fēng)機主控系統(tǒng)、測試平臺，計算機、測試平臺分別與風(fēng)機主控系統(tǒng)相連，該測試平臺包括開關(guān)量控制電路、模擬量控制電路和接收風(fēng)機主控系統(tǒng)輸出信號的控制電路三部分組成，開關(guān)量控制電路控制輸出到風(fēng)機主控系統(tǒng)的開關(guān)量信號；模擬量控制電路控制輸出到風(fēng)機主控系統(tǒng)的模擬量信號。本實用新型可有效減少成本，提高測試效率，便于設(shè)備維護和更新。
文檔編號G05B23/02GK201804271SQ20102027184
公開日2011年4月20日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者李玲蓮, 楊傳鑫 申請人:上?？斪詣踊萍加邢薰?br>