CN102879739A - 风力发电机组功率特性测试装置 - Google Patents

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孟克其劳
宋为民
苏日娜
周凤林
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Abstract

本发明涉及一种检测和分析风力发电机组功率特性的装置。主要包括由三相电压互感器(8)、三相电流互感器(9)构成的三相电力传感器、风速传感器(2)、风向传感器(3),温度传感器(5)、压力传感器(4),湿度传感器(6),数据采集仪(1)、功率分析仪(7)、工控机(10)构成。本发明的优点是根据需要及规范实现一体化的风力发电机组功率特性的测试及评估。

Description

风力发电机组功率特性测试装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种检测和分析风力发电机组功率特性的装置。
背景技术
[0002] 风力发电机组功率特性的测试评估是满足生产厂家确定风力发电机组的功率特性要求,也是满足购买者确定风力发电机组的功率特性要求。现有风力发电机组功率特性的测试,使用通用功率特性测试仪器结合气象站仪采集功率数据和气象数据,人工或程序编程来对齐数据,处理数据并出报告,至今未发现一体化的风力发电机组功率特性的测试专用仪器来直接测试评估,难以保证测试评估结果的可靠性和准确性。目前市场上的功率分析仪广泛应用到风电行业,测量评估风电场入网监测评估。但存在问题:一是这些仪器没有采集风速、风向、温度、压力信号,不便测量评估风力发电机组功率特性。二是以上仪器的功率测量数据很难准确同步采集于风速信号,导致评估报告的可靠性。 发明内容
[0003] 本发明针对以上问题,提出一种风力发电机组功率特性测试装置,该装置根据需要结合必要的分析软件,可以实现风力发电机组功率特性测试。
[0004] 本发明主要包括由三相电压互感器8、三相电流互感器9构成的三相电力传感器、风速传感器2、风向传感器3,温度传感器5、压力传感器4,湿度传感器6,数据采集仪I、功率分析仪7、工控机10构成,其中,三相电压互感器8分别与功率分析仪7的L1\L2\L3\N连接,三相电流互感器9分别与功率分析仪7的Iu\Iu\Iu相连接,风速传感器2与数据采集仪I的第一端口相连接,风向传感器3与数据采集仪I的第四端口相连接,温度传感器5与数据采集仪I的第六端口相连接,压力传感器4与数据采集仪I的第五端口相连接,湿度传感器5与数据采集仪I的第七端口相连接,数据采集仪I通过串口与工控机10连接,功率分析仪7通过以太网口与工控机10连接;所述的功率分析仪为3390功率分析仪。
[0005] 本发明的优点是,根据需要及规范配置相应的软件,实现一体化的风力发电机组功率特性的测试及评估。
附图说明
[0006] 图I本发明结构示意图。
具体实施方式
[0007] 本发明主要包括由三相电压互感器8、三相电流互感器9构成的三相电力传感器、风速传感器2、风向传感器3,温度传感器5、压力传感器4,湿度传感器6,数据采集仪I、功率分析仪7、工控机10构成,其中,三相电压互感器8分别与功率分析仪7的L1\L2\L3\N连接,三相电流互感器9分别与功率分析仪7的Iu\Iu\Iu相连接,风速传感器2与数据采集仪I的第一端口相连接,风向传感器3与数据采集仪I的第四端口相连接;温度传感器5与数据采集仪I的第六端口相连接,压力传感器4与数据采集仪I的第五端口相连接,湿度传感器5与数据采集仪I的第七端口相连接,数据采集仪I通过串口与工控机10连接,功率分析仪7通过以太网口与工控机10连接,工控机可以通过无线网卡与以太网11连接;所述的功率分析仪为3390功率分析仪。
[0008]其中,
软件系统:包括下位机(嵌入式控制器CPU系统)软件和上位机(工控机)软件。I、下位机(嵌入式控制器CPU系统)软件,运用TwinCAT PLC Control开发环境,采用IEC61131-3编程语言,采样速率为5Hz采集电压、电流等数据;对于风速、风向、温度、气压等参数采样速率为IHz ;预处理数据将得到O. 2秒、I秒、60秒、10分钟平均值、标准差、最大值及最小值。筛选的数据是以10 min为一个周期由连续测量所得到的数据而产生;2、上位机(工控机)软件,按照国家标准GB/T 18451. 2-2003风力发电机组功率特性试验算法。测量的功率曲线是对折算的数据组采用bin方法(method of bins)进行处理的。从测试所筛选出的数据组需要折算回归到两种参考空气密度下的数据。一种为在试验场所测得的空气密度平均值,其变化幅值接近O. 05 kg/ m3,而另一种应为海平面的空气密度值,参考ISO标准 的空气密度(1.225 kg/ m3)。如果实测空气密度值在I. 225 kg/ m3±0. 05 kg/m3范围内,则没有必要进行空气密度折算。在完成数据回归后,选定的测试数据要根据bin方法进行排序,每个bin中至少含有30 min的采样数据值;所选取的数据组应该覆盖从低于切人风速I m/s到切出风速范围内。风速范围应连续分成0.5 m/s bin,中心值是0.5 m/s的整数倍。全部测试周期中包括风力发电机组在风速范围内正常运行至少180 h。年发电量是利用测量所得到的功率曲线对于不同参考风速频率分布所计算出的估算值。而参考风速频率分布可以采用瑞利分布进行,该分布与形状系数为2时的威布尔分布等同。功率系数可以根据所测得的功率曲线计算而获得。当然,本发明还可以适用其它软件,这为同行业技术人员所容易理解,在此不再赘述。

Claims (2)

1.风力发电机组功率特性测试装置,其特征是,主要包括由三相电压互感器(8)、三相电流互感器(9)构成的三相电力传感器、风速传感器(2)、风向传感器(3),温度传感器(5)、压力传感器(4),湿度传感器(6),数据采集仪(I)、功率分析仪(7)、工控机(10)构成,其中,三相电压互感器(8)分别与功率分析仪(7)的L1\L2\L3\N连接,三相电流互感器(9)分别与功率分析仪(7)的IU\L\IU相连接,风速传感器(2)与数据采集仪(I)的第一端口相连接,风向传感器(3 )与数据采集仪(I)的第四端口相连接,温度传感器(5 )与数据采集仪(I)的第六端口相连接,压力传感器(4)与数据采集仪(I)的第五端口相连接,湿度传感器(5)与数据采集仪(I)的第七端口相连接,数据采集仪(I)通过串口与工控机(10)连接,功率分析仪(7)通过以太网口与工控机(10)连接。
2.根据权利要求I所述的风力发电机组功率特性测试装置,其特征是,所述的功率分析仪选择3390功率分析仪。
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