一種風電機組載荷測試系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種風電機組載荷測試系統，該系統包括氣象測試系統、塔底測試系統、塔頂測試系統、輪轂測試系統、不間斷電源供電系統；氣象測試系統設有與塔底測試系統無線通訊的無線數據發射裝置；塔底測試系統設有兩個分別接收氣象測試系統和塔頂測試系統無線數據的無線數據接收裝置；塔頂測試系統設有將測試數據傳輸給塔底測試系統的無線數據發射裝置和接收輪轂測試系統無線數據的無線數據接收裝置；輪轂測試系統設有將數據傳送給塔頂測試系統的無線數據發射裝置。本實用新型專利技術提供的技術方案實現了不同測點、不同子系統之間的無線數據傳輸與通訊，大大節約了測試成本，縮短了測試周期，提高了測試效率。

A load test system for wind turbines

The utility model provides a wind turbine load test system, the system including meteorological test system, the bottom of the tower top test system, test system, test system, hub uninterruptible power supply system; wireless data transmitting device is provided with a wireless communication system of meteorological test system test and the bottom of the tower; the bottom of the tower is equipped with two test system a wireless data receiving meteorological test system and test system of the top wireless data receiving device; the test system with wireless data transmission of data to the bottom of the tower will test the test system of wireless data transmitting device and a wireless data receiving wheel test system test system has a receiving device; the hub transmits the data to the wireless data test system for launch device. The technical proposal provided by the utility model realizes the wireless data transmission and communication between different measuring points and different subsystems, greatly saves the test cost, shortens the testing cycle, and improves the testing efficiency.

【技術實現步驟摘要】
一種風電機組載荷測試系統
本技術涉及新能源接入與控制系統，具體涉及一種風電機組載荷測試系統。
技術介紹
風力發電作為可再生能源開發中技術最成熟的、最具有規模開發和商業化發展前景的發電方式之一，由于其在降低環境污染、調整能源結構、解決偏遠地區居民用電問題等方面的突出作用，越來越受到世界各國的重視并得到了廣泛的開發和應用。近年來我國風力發電發展勢頭迅猛，風電裝機每年翻番，風電機組自身的結構安全，即安全性能指標逐漸成為風電機組制造商、業主及投資商關注的焦點。為了運用測試手段了解風電機組實際的結構全性能，IEC61400-13：2015,Windturbines–Part13:Measurementofmechanicalloads給出了具體的測試方法。即同時測量氣象數據(主要包括：輪轂高度風速、風向、溫度、氣壓等)、載荷數據(主要包括：塔底俯仰與傾覆彎矩、塔頂俯仰與傾覆彎矩、塔頂扭矩、主軸彎矩、主軸扭矩、葉根擺振彎矩與揮舞彎矩)、電氣數據(主要包括：有功功率、無功功率、轉速、槳距角等)、其他數據(主要包括：并網、狀態、故障等)，運用統計的方法得出不同風速、不同運行工況下的風電機組各個主要結構部件的載荷響應情況，將是測載荷數據與設計載荷數據進行比較分析，從而判斷風電機組是否處于安全運行狀態。但是，由于測試需要采集的數據量大、測點分散、測點間的距離遠且涉及旋轉部件與固定部件的通訊以及數據傳輸問題，傳統的布線，通過CANBUS信號進行傳輸的方式耗費大量人力物力，而且不穩定。經常會出現，由于通訊導致的系統故障，直接導致測試周期延常，測試成本增加。而且，隨著海上風電技術的不斷發展，海上風電機組的載荷測試勢在必行。但是，在海上運用布線的方式實現各個子測試系統之間的數據傳輸與通訊顯然是不現實的。根據IEC61400-13：2015,Windturbines–Part13:Measurementofmechanicalloads標準要求，需要同時測量風速、風向、溫度、氣壓等氣象量，塔底俯仰彎矩、傾覆彎矩、塔頂扭矩、主軸彎矩、扭矩、葉根擺振彎矩、揮舞彎矩等載荷量，功率、轉速、槳距角等電氣量。測量的物理量多，測點分散，測試系統數據采集各個子系統之間的距離100-350米不等。傳統的風電機組載荷測試，采用分布式載荷測試系統，測試子系統之間通過CANBUS協議傳輸信號。但是由于，風電機組輪轂載荷測試系統處于旋轉狀態加上風電機組本身的電磁干擾的影響，它與其他系統之間的通訊經常會出現異常，導致測試數據無法正常采集。為克服上述缺陷需要提供一種基于無線數據傳輸技術，結合風電機組載荷測試相關標準及其實際應用的風電機組載荷測試系統，來滿足風電機組載荷測試過程中通訊傳輸的不足。
技術實現思路
本技術提出了一種基于無線傳輸技術的風電機組分布式載荷測試系統，運用無線數據傳輸技術，載荷測試各個子系統之間的通訊信號傳輸，避免了通訊中斷導致測試無法進行的現象發生。本技術提供一種風電機組載荷測試系統，該風電機組載荷測試系統包括氣象測試系統、塔底測試系統、塔頂測試系統、輪轂測試系統和不間斷電源供電系統；所述氣象測試系統設置有大功率無線數據發射裝置，將測試數據以無線通訊的方式傳輸給塔底測試系統設置的無線數據接收裝置；所述塔底測試系統設置有兩個無線數據接收裝置，同時接收來自氣象測試系統和塔頂測試系統的無線數據，并將數據存儲在本地工業控制器內；所述塔頂測試系統設置有將測試數據傳輸給塔底測試系統的無線數據發射裝置，和用于接收輪轂測試系統無線數據的無線數據接收裝置；所述輪轂測試系統設置有一個大功率的無線數據發射裝置，將測試數據實時傳送給塔頂測試系統；所述不間斷電源系統與塔底測試系統連接，為塔底測試系統供電。氣象測試系統的信號區包括數字量采集模塊、模擬量采集模塊、光電隔離模塊、氣壓計模塊、數字信號模塊和模擬信號模塊；所述模擬量采集模塊的一端接口與光電隔離模塊連接，另一端接口與數字量采集模塊的一端接口連接；所述模擬信號模塊與模擬量采集模塊連接；所述數字信號模塊與數字量采集模塊連接。氣象測試系統的電源區包括三相插座和串聯的斷路器模塊、高頻濾波模塊、電源模塊。氣象測試系統的外設區包括照明模塊和空調模塊。塔底測試系統的信號區包括信號采集模塊、光電隔離模塊、應變放大隔離模塊、模擬信號模塊和24V高低電頻模塊；所述光電隔離模塊、應變隔離放大模塊、模擬信號模塊和24V高低電頻模塊分別與信號采集模塊連接。塔底測試系統的電源區包括三相插座和串聯的斷路器模塊、高頻濾波模塊、電源模塊。塔底測試系統的外設區包括照明模塊、空調模塊、工控機模塊和顯示器。塔頂測試系統的信號區包括信號采集模塊、光電隔離模塊、CAN防雷模塊、應變放大隔離模塊和模擬信號模塊；所述光電隔離模塊、CAN防雷模塊、應變放大隔離模塊和模擬信號模塊分別與信號采集模塊連接。塔頂測試系統的電源區包括三相插座和串聯的斷路器模塊、高頻濾波模塊、電源模塊。塔頂測試系統的外設區包括照明模塊和溫度控制模塊。輪轂測試系統的信號區包括信號采集模塊、CAN防雷模塊和應變放大隔離模塊；所述CAN防雷模塊和應變放大隔離模塊分別與信號采集模塊連接。輪轂測試系統的電源區包括電源濾波模塊。輪轂測試系統的外設區包括照明模塊和溫度控制模塊。與最接近的現有技術比，本技術提供的技術方案具有以下優異效果：本技術設計了一種基于無線數據傳輸技術的風電機組載荷測試系統，該系統可以實現不同測點、不同子系統之間的無線數據傳輸與通訊，大大節約了測試成本，縮短了測試周期，提高了測試效率。本技術對于提高風電機組載荷測試的效率、提高測試系統穩定性具有十分重要的意義。附圖說明圖1為本技術一種風電機組載荷測試系統的結構示意圖；圖2為本技術氣象測試系統的結構示意圖；圖3為本技術塔底測試系統的結構示意圖；圖4為本技術塔頂測試系統的結構示意圖；圖5為本技術輪轂測試系統的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本技術作進一步詳細的說明：本技術提供了一種風電機組載荷測試系統，如圖1所示該系統包括氣象測試系統、塔底測試系統、塔頂測試系統、輪轂測試系統和不間斷電源供電系統；所述氣象測試系統設置有大功率無線數據發射裝置，將測試數據以無線通訊的方式傳輸給塔底測試系統設置的無線數據接收裝置；所述塔底測試系統設置有兩個無線數據接收裝置，同時接收來自氣象測試系統和塔頂測試系統的無線數據，并將數據存儲在本地工業控制器內；所述塔頂測試系統設置有將測試數據傳輸給塔底測試系統的無線數據發射裝置，和用于接收輪轂測試系統無線數據的無線數據接收裝置；所述輪轂測試系統設置有一個大功率的無線數據發射裝置，將測試數據實時傳送給塔頂測試系統；所述不間斷電源系統與塔底測試系統連接，為塔底測試系統供電。所述氣象測試系統采集輪轂中心高度風速、風向、溫度、氣壓等氣象信號，并將信號數據整理發送至塔底測試主系統，進行存儲；如附圖2所示，氣象測試系統的信號區包括數字量采集模塊、光電隔離模塊、信號防雷模塊、氣壓計模塊、風速信號模塊、和模擬量采集模塊；所述模擬量采集模塊的一端接口與光電隔離模塊連接，另一端接口與數字量采集模塊的一端接口連接；所述氣壓計模塊與信號防雷模塊連接；所述風速信號模塊一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風電機組載荷測試系統，其特征在于，該風電機組載荷測試系統包括氣象測試系統、塔底測試系統、塔頂測試系統、輪轂測試系統和不間斷電源供電系統；所述氣象測試系統設置有大功率無線數據發射裝置，將測試數據以無線通訊的方式傳輸給塔底測試系統設置的無線數據接收裝置；所述塔底測試系統設置有兩個無線數據接收裝置，同時接收來自氣象測試系統和塔頂測試系統的無線數據，并將數據存儲在本地工業控制器內；所述塔頂測試系統設置有將測試數據傳輸給塔底測試系統的無線數據發射裝置，和用于接收輪轂測試系統無線數據的無線數據接收裝置；所述輪轂測試系統設置有一個大功率的無線數據發射裝置，將測試數據實時傳送給塔頂測試系統；所述不間斷電源系統與塔底測試系統連接，為塔底測試系統供電。

【技術特征摘要】
1.一種風電機組載荷測試系統，其特征在于，該風電機組載荷測試系統包括氣象測試系統、塔底測試系統、塔頂測試系統、輪轂測試系統和不間斷電源供電系統；所述氣象測試系統設置有大功率無線數據發射裝置，將測試數據以無線通訊的方式傳輸給塔底測試系統設置的無線數據接收裝置；所述塔底測試系統設置有兩個無線數據接收裝置，同時接收來自氣象測試系統和塔頂測試系統的無線數據，并將數據存儲在本地工業控制器內；所述塔頂測試系統設置有將測試數據傳輸給塔底測試系統的無線數據發射裝置，和用于接收輪轂測試系統無線數據的無線數據接收裝置；所述輪轂測試系統設置有一個大功率的無線數據發射裝置，將測試數據實時傳送給塔頂測試系統；所述不間斷電源系統與塔底測試系統連接，為塔底測試系統供電。2.如權利要求1所述的風電機組載荷測試系統，其特征在于，所述氣象測試系統的信號區包括數字量采集模塊、模擬量采集模塊、光電隔離模塊、氣壓計模塊、數字信號模塊和模擬信號模塊；所述模擬量采集模塊的一端接口與光電隔離模塊連接，另一端接口與數字量采集模塊的一端接口連接；所述模擬信號模塊與模擬量采集模塊連接；所述數字信號模塊與數字量采集模塊連接。3.如權利要求2所述的風電機組載荷測試系統，其特征在于，所述氣象測試系統的電源區包括三相插座和串聯的斷路器模塊、高頻濾波模塊、電源模塊。4.如權利要求1所述的風電機組載荷測試系統，其特征在于，所述氣象測試系統的外設區包括照明模塊和空調模塊。5.如權利要求1所述的風電機組載荷測試系統，其特征在于，所述塔底測試系統的信號區包括信號采集模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：付德義，薛揚，王瑞明，邊偉，馬曉晶，李松迪，周士棟，龔利策，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院，國家電網公司，
類型：新型
國別省市：北京,11