風力發電機組主控系統的功率監測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種風力發電機組主控系統的功率監測系統,它包括風力發電機組主控系統中的控制單元，其特征是，在風力發電機組主控系統中還設置功率檢測單元；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件，所述至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件與功率測量模塊輸入端連接，所述功率測量模塊通過控制單元通訊接口與其通訊。本實用新型專利技術的有益效果是，能第一時間監測到傳統風力發電機組所檢測不到的器件故障，防止故障放大造成事故；同時對這些大功率部件進行長期監測，可觀察其變化趨勢，做出故障預警；還可以作為一種故障診斷手段，提高故障處理效率。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種功率監測系統，尤其是一種風力發電機組主控系統的功率監測系統。
技術介紹
當前風力發電機組設計壽命20年，而且維護成本高，確保其處于良好的運行狀態至關重要的?，F有的風力發電機組的主控系統中普遍未采用功率監測措施，即不監測主控供電回路的電流或功率的具體數值，僅有過壓、欠壓和過流等保護等措施；當主控系統中PLC實 施一個控制動作時，只能通過相應執行器的狀態來反饋控制動作是否正確實施，對于被控對象是否真正按控制的期望運行，PLC無法監測。而且在風力發電機組正常運行時，都是采用遠程監控，監控人員是無法看到現場的情況。例如控制一個冷卻風扇電機的啟動PLC控制輸出模塊輸出控制信號,控制相應的繼電器吸合，PLC通過讀取繼電器輔助觸點的狀態得知繼電器的確已經吸合，控制動作正確實施；但是對于電機是否啟動，PLC是無法判斷的。如果由于某種原因，如與繼電器主觸點連接的冷卻風扇電機供電回路接線不可靠、虛接等，導致繼電器吸合后電機因不得電或者缺相從而不正常工作時，風力發電機組仍將在風扇故障狀態下運行直到過溫報警，這對機組將是很不利的。
技術實現思路
本技術的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種風力發電機組主控系統的功率監測系統。該技術方案用于傳統風力發電機組主控系統，能對主控系統器件運行狀態進行監測，具有及時發現器件故障，以及對器件的功率做長期監測，監控其變化趨勢，故障預警，避免由此而引發更大的事故。為實現上述目的，本技術采用下述技術方案一種風力發電機組主控系統的功率監測系統，它包括風力發電機組主控系統中的控制單元，在風力發電機組主控系統中還設置功率檢測單元；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件，所述至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件與功率測量模塊輸入端連接，所述功率測量模塊通過控制單元通訊接口與其通訊。所述控制單元為PLC控制器。所述電壓測量元件包括安裝在主控系統供電回路中的電壓互感器。所述電流測量元件包括安裝在主控系統供電回路中的電流傳感器。所述功率測量模塊包括計算單元和通訊單元，計算單元和通訊單元連接。所述計算單元包括單片機；所述通訊單元包括串行通信模塊，所述單片機與串行通信模塊連接，所述串行通信模塊與PLC控制器的通訊接口通訊。本技術控制工作原理一種風力發電機組主控系統的功率監測系統，所述控制單元包括PLC控制器，該PLC控制器亦是主控系統的PLC控制器，即把功率監測系統嵌入主控系統的控制中；所述至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件與功率測量模塊連接作為功率測量模塊的輸入，所述功率測量模塊通過通訊接口向PLC控制器傳輸電壓、電流和功率等數據。所述電壓測量元件包括電壓互感器，可將被測電壓轉換成功率測量模塊量程內的信號;所述電流測量元件包括電流傳感器，可將被測電流轉換成功率測量模塊量程內的信號;所述功率測量模塊包括計算單元和通訊單元，所述計算單元具有根據測量單元傳 輸過來的信號計算出被測電壓、被測電流以及被測回路的功率的功能；所述通訊單元具有與PLC控制器通訊的功能，實現被測電壓、被測電流以及被測功率等數據向PLC控制器傳輸。在實際運行中，該系統采用(I)核定檢測回路中各器件的良好狀態下，啟動前和穩定運行后的功率變化值Δ P，并確定其合理變化的閾值。(2)在程序中加入ΛΡ判斷語句，ΛΡ未超出閾值則說明運行正常，超出時報故障。在判斷中考慮ΛΡ對應的At，在At內檢測回路內的其他器件有啟停變化時，需疊加處理。(3)在主控監控軟件界面實時顯示功率變化曲線和事件。監控人員可實時觀察控制事件和功率變化情況，同時可作為故障診斷的依據。(4)對于需要長期監測的器件，定期記錄啟停功率變化曲線，并作分析比較。如監測偏航電機，在軟件中設置工作時自動記錄、保存功率曲線等信息，監控人員通過定期對t匕，監控其運行狀態是否良好，做出故障預警。將功率監測系統應用于主控控制回路中，用于控制反饋和故障預警。其結構和硬件組成，除功率等級比較小之外，與市面上傳統的功率測量模塊區別不大。本技術有益效果是本技術涉及一種風力發電機組主控系統的功率監測系統。該系統通過增加功率檢測單元，嵌入到主控PLC控制，監測風力發電組上的偏航電機、風扇電機、加熱器等大功率器件的實際通電運行情況，能第一時間監測到傳統風力發電機組所檢測不到的器件故障，防止故障放大造成事故；同時對這些大功率部件進行長期監測，可觀察其變化趨勢，做出故障預警；還可以作為一種故障診斷手段，提高故障處理效率。本技術填補了傳統風力發電機組主控系統對器件運行狀態監測的空白，及時發現器件故障，避免因此帶來的連鎖故障，確保風力發電機組運行在良好狀態，保證風力發電機組壽命；對器件的功率做長期監測，監控其變化趨勢，故障預警，避免由此而引發更大的事故。將本技術應用于數臺風力發電機組中，能很好的監測發電機風扇、偏航電機、齒輪箱風扇等器件的運行情況；并在對偏航電機的監測中，發現了因制動盤沾油導致偏航制動力不足的安全隱患。附圖說明圖I為本技術電氣原理示意框圖。圖中I、電壓互感器，2、電流傳感器。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。圖I中，一種風力發電機組主控系統的功率監測系統，它包括控制單元， 系統內增加功率檢測單元；所述控制單元包括PLC控制器，該PLC控制器亦是主控系統的PLC控制器，即把功率監測系統嵌入主控系統的控制中；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件，所述至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件與功率測量模塊連接作為功率測量模塊的輸入，所述功率測量模塊通過通訊接口向PLC控制器傳輸電壓、電流和功率等數據。對所述功率測量模塊可以采用市場上所見的GPU-3 REC或系列產品中的其他型號進行選購。所述電壓測量元件包括安裝在主控系統供電回路中的電壓互感器1，將被測電壓轉換成功率測量模塊量程內的信號；所述電流測量元件包括安裝在主控系統供電回路中的電流傳感器2，將被測變流轉換成功率測量模塊量程內的信號；所述功率測量模塊包括計算單元和通訊單元，計算單元和通訊單元連接。計算單元包括單片機；通訊單元包括串行通信模塊，所述計算單元具有根據測量元件傳輸過來的信號計算出被測電壓、被測電流以及被測回路的功率的功能；所述通訊單元具有與PLC控制器通訊的功能，實現被測電壓、被測電流以及被測功率等數據向PLC控制器傳輸。本技術專利包括功率監測技術及以功率監測技術為基礎的故障檢測、故障預警技術。說明(I)設在相線上的電壓互感器1，共3個，如果功率測量模塊輸入電壓范圍滿足，可省去電壓測量元件，直接測取電壓；(2)設在相線上的電流傳感器2，共3個。注測量元件、功率測量模塊的型號、量程依主控系統的設計而定。實施方案采用(I)在柜內主控系統的主回路或僅在需要監測的支路安裝電壓、電流測量元件。(2)安裝功率測量模塊，將電壓、電流測量元件與功率測量模塊連接，并通過通訊線將功率測量模塊于主控PLC連接。上述雖然結合附圖對本技術的具體實施方式進行了描述，但并非對本技術保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本技術的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風力發電機組主控系統的功率監測系統,它包括風力發電機組主控系統中的控制單元，其特征是，在風力發電機組主控系統中還設置功率檢測單元；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件，所述至少一個電壓測量元件和至少一個電流測量元件與功率測量模塊輸入端連接，所述功率測量模塊通過控制單元通訊接口與其通訊。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李廣偉，譚啟勝，曹叔強，宋鵬，
申請(專利權)人：北車風電有限公司，
類型：實用新型
國別省市：