CN202735832U

CN202735832U - 风力发电机组控制系统测试设备

Info

Publication number: CN202735832U
Application number: CN 201120559726
Authority: CN
Inventors: 邵桂萍; 郭金东; 蒋玲; 王永超; 张丽媛
Original assignee: Beijing Corona Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Corona Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2021-12-28

Abstract

一种风力发电机组控制系统测试设备，包括主回路电源、输入输出接口、负载和可编程控制器PLC系统。所述的主回路电源由变压器、开关电源和配电开关组成，为输入输出接口、负载和可编程控制器PLC系统提供电源。所述的输入输出接口为整个测试设备与被测系统的物理接口，由重载连接器接插件与电缆组件组成。所述的负载由功率电阻及其控制回路组成，为被测系统提供模拟负载信号。所述的可编程控制器PLC系统对风力发电机组各组成单元、子系统和执行机构的对象特性与各种运行状态进行模拟，以实现对风力发电机组系统传感器信号与执行机构动作信号和状态反馈信号的静态、动态模拟。

Description

风力发电机组控制系统测试设备

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组控制系统测试设备。

背景技术

控制系统是整个风电机组运行的大脑，实时控制和检测组成风力发电机组的各个子系统、执行机构及其所包含的所有电器元件与传感器，信号种类多、数量大，控制算法复杂，所以很难实现对控制系统在厂内进行的功能、性能测试。目前，在各种类型风力发电机组控制系统的生产厂内，功能和性能测试的效率与覆盖率低，大部分企业在厂内只进行一些简单的安全规格测试与电气测试，而对控制系统性能和功能测试安排在风力发电机组整机厂或风电场现场进行，导致控制系统的功能、性能测试只能在运到整机厂或风电现场后进行，一旦出现问题现场修复的难度大，效率低，严重影响风力发电机组整机安装、调试进度。

实用新型内容

为了克服风力发电机组控制系统厂内测试条件的不足，本实用新型提供一种专用测试装置，该测试装置具备当前风电行业涉及的各种通信接口，不仅满足了控制系统功能、性能的测试要求，同时为变流器、变桨系统提供了测试接口，能方便地实现风力发电机组控制系统的厂内测试。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下述：

本实用新型采用可编程控制器PLC，实现控制系统外围传感器输入信号及执行机构动作及反馈信号和各种现场总线通信模拟，实现风力发电机组整机运行状态模拟，并设置人机交互界面，依据测试需求操作人机交互界面实现对风力发电机组整机模拟运行状态人工或自动切换。

本实用新型包括四个组成部分：主回路电源、输入输出接口、负载和可编程控制器PLC系统。主回路电源为输入输出接口、负载和可编程控制器PLC系统提供电源，主回路电源主要由变压器、开关电源和配电开关等组成；输入输出接口为整个测试设备与被测系统的物理接口，主要由重载连接器接插件与电缆组件组成；负载为被测系统提供模拟负载信号，主要由功率电阻及其控制回路组成；可编程控制器PLC系统对风力发电机组各组成单元、子系统和执行机构的对象特性与各种运行状态进行模拟，以实现对风力发电机组偏航系统、液压系统、传动系统、温控系统、发电机、变流器、变桨系统、连接电网等风力发电机组系统传感器信号与执行机构动作信号和状态反馈信号的静态、动态模拟。

本实用新型设置了开发平台功能和三级软件测试功能，即一方面可以满足软件开发人员设计验证与调试需求，另一方面针对被测系统不同的开发阶段还设置了模块测试(软件功能模块或研发新选型硬件模块)、代码级测试和系统测试等功能。

此外，本实用新型除具备上述功能外，还可通过模拟控制系统实现对变流器和变桨系统的测试，并设置了各种通信接口，以适应当前各种品牌变流器、变桨系统通信方式。

本实用新型具有以下特征：

1)本实用新型的核心系统包括嵌入式模块、输入输出模块、通信模块等部分，通信接口涵盖了应用于当前风力发电机组的各种通信接口：以太网、CanOpen、Profibus、RS485、RS232，通信方式可依据被测对象测试需求进行选择；

2)本实用新型可编程控制器PLC系统设置了操作触摸屏、操作按钮、旋钮和指示灯，对各种数字、模拟、通信等输出信号进行控制与监测，可分别通过手动、自动调节，实现风电机组各种运行工况与运行特性模拟；

3)本实用新型输入输出接口出线方式采用重载连接器，连接集成度高，方便、高效地实现了本实用新型的模块化结构，可以极大地提高被测系统安装效率，减少接线错误率。

测试实施过程中，依据被测系统输入输出信号要求，选择本实用新型输入输出接口及其相应电缆组件，依据被测系统的物理通信接口选择本实用新型通信接口，连接本实用新型与被测系统；上电启动本实用新型与被测系统，通过本实用新型触摸屏按被测系统类型选择测试功能，按测试要求操作触摸屏、操作按钮、旋钮，监控指示灯、触摸屏界面变量与系统状态变化，实现对被测系统的测试。

本实用新型的有益效果：在生产过程中，可以方便、高效地实现风电机组控制系统的全功能测试及变流器、变桨系统与控制系统的联机测试。

附图说明

图1是本实用新型的结构图；

图2是本实用新型的控制流程图；

图1描述了本实用新型四大部件相互之间的连接方式和信号传输方式，其中虚线框为被测系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型。

本实用新型结构如图1所示，由主回路电源、输入输出接口、负载和可编程控制器PLC系统四部分组成。主回路电源主要由变压器和开关电源组成，变压器一次侧接三相交流380V外部供电，二次侧输出三相交流690V，三相交流690V连接至负载的输入端，为负载提供电源，开关电源实现交流220V到直流24V的交直流变换，开关电源连接可编程控制器PLC系统电源输入端子，为可编程控制器PLC系统提供电源；负载在连接主回路电源提供三相交流690V供电后，输出三相交流电流负载信号至输入输出接口，由输入输出接口通过电缆组件连接至图1虚线框所示被测系统；可编程控制器PLC系统在连接主回路电源提供直流24V供电后，通过程序实现对风力发电机组偏航系统、液压系统、传动系统、温控系统、发电机、变流器、变桨系统、连接电网等风力发电机组系统传感器信号与执行机构动作信号和状态反馈信号的静态、动态模拟，并按图2所示的控制流程，读取输入输出接口输入信号，向输入输出接口输出控制信号；由输入输出接口统一将可编程控制器PLC系统输入、输出信号和模拟负载信号连接至图1虚线框所示被测系统。

实施测试过程中，依据图1中虚线框所示被测系统输入输出信号、物理通信接口要求，选择本实用新型输入输出接口及其相应电缆组件，连接本实用新型与被测系统；上电启动本实用新型与被测系统，通过调节本实用新型负载输出信号，模拟被测系统负载输入，通过本实用新型可编程控制器PLC系统按被测系统类型选择测试功能，进行风力发电机组的各个子系统、执行机构及其所包含的所有电器元件与传感器信号和做作特性模拟，同时通过指示灯、触摸屏界面监控被测系统测试功能运行效果，实现对被测系统在厂内进行的功能、性能测试，图1虚线框中，被侧系统可以是控制系统、变流器和变桨系统中的任一产品或组合。

Claims

1.一种风力发电机组控制系统测试设备，其特征在于，所述的测试设备包括主回路电源、输入输出接口、负载和可编程控制器PLC系统；所述的主回路电源由变压器、开关电源和配电开关组成，为输入输出接口、负载和可编程控制器PLC系统提供电源；所述的输入输出接口为整个测试设备与被测系统的物理接口，由重载连接器接插件与电缆组件组成；所述的负载由功率电阻及其控制回路组成，为被测系统提供模拟负载信号；所述的可编程控制器PLC系统对风力发电机组各组成单元、子系统和执行机构的对象特性与各种运行状态进行模拟，以实现对风力发电机组系统传感器信号与执行机构动作信号和状态反馈信号的静态、动态模拟。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组控制系统测试设备，其特征是：所述的变压器的一次侧接三相交流380V外部供电，变压器的二次侧输出三相交流690V，三相交流690V连接至负载的输入端，为负载提供电源；所述的开关电源连接可编程控制器PLC系统电源输入端子，为可编程控制器PLC系统提供电源；所述的负载输出三相交流电流负载信号至输入输出接口，由输入输出接口通过电缆组件连接至被测系统；可编程控制器PLC系统读取输入输出接口的输入信号，并向输入输出接口输出控制信号，通过输入输出接口将可编程控制器PLC系统的输入、输出信号和模拟负载信号送至被测系统。