CN114221387A - 一种风电变流器模拟运行测试装置 - Google Patents

一种风电变流器模拟运行测试装置 Download PDF

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Abstract

一种风电变流器模拟运行测试装置，属于风电变流器运行测试技术领域，包括CAN通讯模块、电源模块、电压监测模块、预充电模块、整流模块、负载模块，所述电源模块分别与CAN通讯模块、电压监测模块、预充电模块、整流模块、负载模块连接用以为其供电；所述CAN通讯模块与计算机以及风电变流器的CAN通信接口连接，所述电源模块、整流模块、负载模块整合为一体，且分别与风电变流器连接；所述预充电模块与风电变流器连接，电压监测模块与预充电模块连接。本发明能够帮助工程师对风电变流器进行问题分析和状态监测，降低了对工程师的要求，提高了测试的准确性和测试效率，节约了时间成本。

Description

一种风电变流器模拟运行测试装置
技术领域
本发明属于风电变流器运行测试技术领域，具体涉及一种风电变流器模拟运行测试装置。
背景技术
随着能源与环境问题的日益冲突，世界各国都把目光投向新能源领域，其中风力发电具有可再生、分布广、无污染等特性，是极具发展前景的发电方式。风力发电是把风的动能转为电能，而风电变流器是风力发电的核心。风电变流器集成了许多电气元件，一旦安装运行后再出现问题，风电系统将面临长时间停机的问题，因此对风电变流器模拟运行成为一件十分重要的事情。目前的测试方式是依靠工程师针对每组元件进行分析，排查损坏器件及组装风险问题。这种风电变流器的测试方式不但浪费了人力，而且还受限于工程师的能力和经验。
发明内容
为了克服现有通过人工对风电变流器运行测试存在的不足，本发明提供一种风电变流器模拟运行测试装置，帮助工程师对风电变流器进行问题分析和状态监测，降低了对工程师的要求，提高了测试的准确性和测试效率，节约了时间成本。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风电变流器模拟运行测试装置，包括CAN通讯模块、电源模块、电压监测模块、预充电模块、整流模块、负载模块，所述电源模块分别与CAN通讯模块、电压监测模块、预充电模块、整流模块、负载模块连接用以为其供电；所述CAN通讯模块与计算机以及风电变流器的CAN通信接口连接，所述电源模块、整流模块、负载模块整合为一体，且分别与风电变流器连接；所述预充电模块与风电变流器连接，电压监测模块与预充电模块连接。
作为本发明的进一步实施方案，所述电源模块通过CAN通讯模块连接至风电变流器的主控板电源接口，整流模块连接至风电变流器的直流母线，负载模块连接至风电变流器的交流端。
作为本发明的进一步实施方案，模拟运行测试装置的运行测试方法包括如下步骤：
a、将模拟运行测试装置的CAN通讯模块与风电变流器的CAN通信接口相连，使风电变流器与模拟运行测试装置建立起通信，用以传输数据；将CAN通讯模块与计算机相连，用以使风电变流器的数据传送至计算机进行计算分析；
b、使整合为一体的电源模块、整流模块、负载模块分别连接风电变流器，对风电变流器主控板、直流母线和交流端进行供电模拟，从而与风电变流器建立连接；
c、通过计算机来选择需要对风电变流器进行的操作，以测得风电变流器的相应数据；
d、对所测的风电变流器进行预充电测试，预充电测试过程中通过CAN通讯模块连接计算机来监测风电变流器机侧、网侧的多相电流波形，同时结合电压监测模块上所指示的电压数值是否正常来判断风电变流器预充电是否正常；
e、当预充电正常时，则通过模拟运行测试装置对风电变流器发出执行驱动信号命令，使风电变流器进入模拟运行状态，从而监测风电变流器各类信号；
f、分别通过风电变流器机侧、网侧IGBT对风电变流器母线电流进行逆变，根据逆变的电流波形判断风电变流器运行是否正常，正常则完成测试，不正常则通过逆变的电流波形判断故障类型。
作为本发明的进一步实施方案，步骤c所述的对风电变流器进行的操作包括控制风电变流器动作顺序、电流采样时间、电机转速、母线电压、采样温度、预充电时间。
作为本发明的进一步实施方案，步骤d所述的对所测的风电变流器进行预充电测试，具体为：当模拟运行测试装置与风电变流器进行通讯连接时，若此时风电变流器IGBT发出蜂鸣声，且主控板不报故障，则进行预充电测试；若风电变流器主控板故障，IGBT不进行动作，此时先进行故障排查，解决故障后再进行预充电测试。
作为本发明的进一步实施方案，步骤d所述的多相电流波形包括风电变流器机侧模块G1相、G2相、G3相以及风电变流器网侧L1相、L2相、L3相的电流波形。
作为本发明的进一步实施方案，步骤e所述的风电变流器各类信号包括故障信号、PWM信号、电流信号、母线电压信号、温度信号。
本发明的有益效果包括：帮助工程师对风电变流器进行问题分析和状态监测，降低了对测试工程师的技能要求，增加了故障测试的快速性，准确性，节省了风电变流器的安装维修时间，给风电变流器的安装维修带来了很大的方便，节约了时间成本，进而提高了风电系统的发电量。
附图说明
图1是本发明整体结构框图；
图2是本发明模拟运行测试装置原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于区分部件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
一种风电变流器模拟运行测试装置，包括CAN通讯模块、电源模块、电压监测模块、预充电模块、整流模块、负载模块，
在上述实施方案中，CAN通讯模块为EtherCAN网关模块，电源模块为220VAC/24VDC电源，电压监测模块为数字显示直流电压表，预充电模块包括预充电电阻和预充电开关，整流模块为整流桥，负载模块为三相电抗器；
所述220VAC/24VDC电源分别与EtherCAN网关模块、数字显示直流电压表、预充电模块、整流桥、三相电抗器连接用以为其供电；
如图2所示，EtherCAN网关模块的CAN-BUS接口连接至风电变流器主控板的CAN通信接口，EtherCAN网关模块的EtherNet接口连接至计算机(即图中所示电脑)；EtherCAN网关模块的两组DC24V接口分别连接220VAC/24VDC电源和风电变流器的主控板24V电源接口；
220VAC/24VDC电源、整流桥、三相电抗器整合为一体，220VAC/24VDC电源通过EtherCAN网关模块的DC24V接口向风电变流器的主控板24V电源接口供电，整流桥连接至风电变流器的直流母线，三相电抗器连接至风电变流器的交流端；
预充电电阻连接至整流桥一端接口，预充电开关连接至整流桥另一端接口，预充电开关与风电变流器的220V三线插头连接，220VAC/24VDC电源连接至预充电开关和220V三线插头之间；数字显示直流电压表连接至预充电电阻一端。
模拟运行测试装置的运行测试方法包括如下步骤：
a、将模拟运行测试装置的CAN通讯模块与风电变流器的CAN通信接口相连，使风电变流器与模拟运行测试装置建立起通信，用以传输数据；将CAN通讯模块与计算机相连，用以使风电变流器的数据传送至计算机进行计算分析；
b、使整合为一体的电源模块、整流模块、负载模块分别连接风电变流器，对风电变流器主控板、直流母线和交流端进行供电模拟，从而与风电变流器建立连接；
c、通过计算机来选择需要对风电变流器进行的操作，以测得风电变流器的相应数据：通过预先在计算机安装的软件对风电变流器的相应动作实现控制，包括控制风电变流器动作顺序、电流采样时间、电机转速、母线电压、采样温度、预充电时间；
d、对所测的风电变流器进行预充电测试：当模拟运行测试装置与风电变流器进行通讯连接时，若此时风电变流器IGBT发出蜂鸣声，且主控板不报故障，则进行预充电测试；若风电变流器主控板故障，IGBT不进行动作，此时先进行故障排查，解决故障后再进行预充电测试；
如风电变流器报IGBT过流故障，那么就可以根据该故障类型，缩小范围，去排查引起该故障的原因，查看驱动板红色发光二极管是否点亮，确定驱动板是否损坏、驱动线是否紧固等；
通过模拟运行测试装置上的预充电开关对所测试的风电变流器进行预充电测试，预充电测试过程中通过CAN通讯模块连接计算机来监测风电变流器机侧、网侧的多相电流波形，多相电流波形包括风电变流器机侧模块G1相、G2相、G3相以及风电变流器网侧L1相、L2相、L3相的电流波形；同时结合电压监测模块上所指示的电压数值是否正常来判断风电变流器预充电是否正常；预充电时间为2s-3s，数字显示直流电压表正常数值为320V，上下波动不超过％10均为正常，如数字显示直流电压表显示异常，可对预充电回路上相关电阻、电容等器件进行排查；
e、当预充电正常时，则通过模拟运行测试装置对风电变流器发出执行驱动信号命令，使风电变流器进入模拟运行状态，从而监测风电变流器各类信号；各类信号包括故障信号、PWM信号、电流信号、母线电压信号、温度信号；
f、分别通过风电变流器机侧、网侧IGBT对风电变流器母线电流进行逆变，根据逆变的电流波形判断风电变流器运行是否正常，正常则完成测试，不正常则通过逆变的电流波形判断故障类型；
正常波形：波形平稳，没有出现锯齿形、忽高忽低及缺项的情况，可以判定为风电变流器运行正常；
当出现锯齿形波形、波形不光滑，则表明风电变流存在故障不能正常运行，强行运行严重时会引起炸机，那么就可以根据风电变流器故障手册去判断引起该故障的原因，从而进行修复。根据波形存在异样可以帮助工程师判断引起故障原因范围，需要逐项排查，如接线错误、板极损坏、参数不正确等，可以快速的推断出故障问题的所在，快速解决问题。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种风电变流器模拟运行测试装置，其特征在于，包括CAN通讯模块、电源模块、电压监测模块、预充电模块、整流模块、负载模块，所述电源模块分别与CAN通讯模块、电压监测模块、预充电模块、整流模块、负载模块连接用以为其供电；所述CAN通讯模块与计算机以及风电变流器的CAN通信接口连接，所述电源模块、整流模块、负载模块整合为一体，且分别与风电变流器连接；所述预充电模块与风电变流器连接，电压监测模块与预充电模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种风电变流器模拟运行测试装置，其特征在于，所述电源模块通过CAN通讯模块连接至风电变流器的主控板电源接口，整流模块连接至风电变流器的直流母线，负载模块连接至风电变流器的交流端。
3.根据权利要求2所述的一种风电变流器模拟运行测试装置，其特征在于，模拟运行测试装置的运行测试方法包括如下步骤：
a、将模拟运行测试装置的CAN通讯模块与风电变流器的CAN通信接口相连，使风电变流器与模拟运行测试装置建立起通信，用以传输数据；将CAN通讯模块与计算机相连，用以使风电变流器的数据传送至计算机进行计算分析；
b、使整合为一体的电源模块、整流模块、负载模块分别连接风电变流器，对风电变流器主控板、直流母线和交流端进行供电模拟，从而与风电变流器建立连接；
c、通过计算机来选择需要对风电变流器进行的操作，以测得风电变流器的相应数据；
d、对所测的风电变流器进行预充电测试，预充电测试过程中通过CAN通讯模块连接计算机来监测风电变流器机侧、网侧的多相电流波形，同时结合电压监测模块上所指示的电压数值是否正常来判断风电变流器预充电是否正常；
e、当预充电正常时，则通过模拟运行测试装置对风电变流器发出执行驱动信号命令，使风电变流器进入模拟运行状态，从而监测风电变流器各类信号；
f、分别通过风电变流器机侧、网侧IGBT对风电变流器母线电流进行逆变，根据逆变的电流波形判断风电变流器运行是否正常，正常则完成测试，不正常则通过逆变的电流波形判断故障类型。
4.根据权利要求3所述的一种风电变流器模拟运行测试装置，其特征在于，步骤c所述的对风电变流器进行的操作包括控制风电变流器动作顺序、电流采样时间、电机转速、母线电压、采样温度、预充电时间。
5.根据权利要求3所述的一种风电变流器模拟运行测试装置，其特征在于，步骤d所述的对所测的风电变流器进行预充电测试，具体为：当模拟运行测试装置与风电变流器进行通讯连接时，若此时风电变流器IGBT发出蜂鸣声，且主控板不报故障，则进行预充电测试；若风电变流器主控板故障，IGBT不进行动作，此时先进行故障排查，解决故障后再进行预充电测试。
6.根据权利要求5所述的一种风电变流器模拟运行测试装置，其特征在于，步骤d所述的多相电流波形包括风电变流器机侧模块G1相、G2相、G3相以及风电变流器网侧L1相、L2相、L3相的电流波形。
7.根据权利要求3所述的一种风电变流器模拟运行测试装置，其特征在于，步骤e所述的风电变流器各类信号包括故障信号、PWM信号、电流信号、母线电压信号、温度信号。
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