风力发电机组的偏航测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的偏航测试系统。
【背景技术】
[0002]风力发电机组(简称“风电机组”)通过叶轮转动将获取的风能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能。在风电机组的运行过程中，叶轮上的叶片是否偏航对风，是风电机组能够最大量获取风能的关键，因此，对风电机组的偏航控制是提高发电量的重要方法。
[0003]但是，在对风电机组的偏航控制过程中，风电机组会出现多种偏航故障问题，例如偏航系统振动过大、偏航异响、卡钳磨损过快、制动器漏油等。这些偏航故障问题会引起风电机组的偏航系统以及机舱出现故障，进而影响对风电机组的偏航控制，及时检测出各类偏航故障问题并予以解决，才能避免风电机组的发电量受到损失。
[0004]由于引起风电机组的偏航故障的因素较为复杂，叶轮、传动链、卡钳、温度、风速等因素均可以引起偏航故障。目前，对风电机组偏航控制系统的测试，还没有专门的测试系统，主要依靠观察和经验对各部件进行更换，以防止出现偏航故障。这种方法需要投入较多人力和工时，且不能对多种偏航故障因素同时进行测试，使得测试效率较低，不能及时发现偏航故障，也无法获得准确可靠的测试数据。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种风力发电机组的偏航测试系统，以解决风力发电机组的偏航故障测试效率较低的问题。
[0006]为达上述目的，本发明提供一种风力发电机组的偏航测试系统，所述偏航测试系统包括同步采集控制装置，所述同步采集控制装置包括采集控制器以及与其连接的多个同步采集模块，所述多个同步采集模块分别与设置在所述风力发电机组上的多个检测部件连接并且与所述采集控制器具有同一系统时钟，所述采集控制器用于根据所述系统时钟控制所述多个同步采集模块分别从相应的检测部件获取与偏航相关的状态数据。
[0007]进一步地，所述偏航测试系统还包括设置在所述风力发电机组底部的第一激光雷达和设置在所述风力发电机组顶部的第二激光雷达，所述第一激光雷达用于从竖直方向上检测风速和风向，所述第二激光雷达用于从水平方向上检测风速和风向。
[0008]进一步地，所述采集控制器还分别与所述第一激光雷达和第二激光雷达通信连接，并且还用于根据所述系统时钟分别从所述第一激光雷达和第二激光雷达接收风速和风向的数据。
[0009]进一步地，所述多个同步采集模块包括至少两个以下模块:与设置在偏航系统的制动卡钳处的检测部件连接的振动检测模块，用于从所述检测部件接收所述制动卡钳的振动数据或噪音数据；与设置在所述偏航系统的制动卡钳处的检测部件连接的压力检测模块，用于从所述检测部件接收所述制动卡钳的压力数据;与所述偏航系统的偏航电机连接的电气数据采集模块。
[0010]进一步地，与所述振动检测模块连接的检测部件为振动传感器或噪声传感器，与所述压力检测模块连接的检测部件为压力传感器。
[0011]进一步地，所述多个同步采集模块还包括:与设置在机舱内的温度传感器连接的温度检测模块，以及/或者，与设置在机舱内的湿度传感器连接的湿度检测模块。
[0012]进一步地，所述多个同步采集模块还包括与设置在所述风力发电机组的叶片根部的检测部件连接的载荷检测模块，用于从所述检测部件接收所述叶片根部的载荷数据。
[0013]进一步地，所述采集控制器还与所述风力发电机组的主控系统通信连接，并且用于从所述主控系统接收所述风力发电机组的主控数据。
[0014]进一步地，所述采集控制器根据所述系统时钟从所述主控系统接收所述风力发电机组的主控数据，与所述采集控制器根据所述系统时钟控制所述多个同步采集模块分别从相应的检测部件获取与偏航相关的状态数据同步进行。
[0015]进一步地，所述同步采集控制装置设置在所述风力发电机组中，或者，所述同步采集控制装置设置在与所述风力发电机组对应的控制室内。
[0016]本发明实施例的风力发电机组的偏航测试系统，通过多个同步采集模块与设置在风电机组中的多个检测部件连接，可以同步地采集风电机组的偏航数据和主控数据，高效准确地获取偏航运行数据，进而为风电机组的偏航故障诊断和系统优化提供精确的数据支持。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例的风力发电机组的偏航测试系统的结构示意图；
[0018]图2为本发明实施例的风力发电机组的偏航测试系统的同步采集控制装置的结构示意图；
[0019]图3为本发明实施例的风力发电机组的偏航测试系统的采集控制器的结构示意图；
[0020]图4为本发明实施例的风力发电机组的偏航测试系统的激光雷达的工作状态示意图。
[0021 ] 附图标号说明:
[0022]1、风电机组;2、采集控制器;3、同步采集模块;4、检测部件;5、振动检测模块;6、电气数据采集模块;7、压力检测模块;8、载荷检测模块;9、温度检测模块；10、湿度检测模块；
11、第一激光雷达;12、第二激光雷达。
【具体实施方式】
[0023]本发明的发明构思是提供一种风力发电机组的偏航测试系统，利用同步采集控制装置同步采集偏航数据和主控数据，以高效准确地获取偏航运行数据，根据该偏航运行数据对各类偏航故障因素做出相应的分析，为风电机组的偏航故障诊断和系统优化提供精确的数据支持。
[0024]下面结合附图和实施例对本发明的风力发电机组的偏航测试系统进行详细描述。
[0025]图1为本发明实施例的风力发电机组的偏航测试系统的结构示意图，该偏航测试系统可用于对引起风电机组偏航故障的各类因素进行测试分析，为风电机组的偏航故障诊断提供可靠的数据支持。
[0026]如图1所示，该偏航测试系统包括同步采集控制装置，用于获取风电机组I的偏航运行数据，包括风电机组I的偏航数据和主控数据。其中，风电机组I的偏航数据主要包括与偏航相关的卡钳压力、振动、噪声，叶片根部载荷，环境温度、湿度，偏航电机电压、电流等数据，风电机组I的主控数据主要包括发电机转速、发电机功率、风速、风向、偏航角度、偏航速度、机舱振动等数据，根据同步采集控制装置获取的偏航数据和主控数据，可以相应分析出引起偏航故障的因素，并对各类偏航故障因素做出相应处理，使风电机组I可以正常偏航运行。
[0027]如图2所示，该同步采集控制装置包括采集控制器2以及与其连接的多个同步采集模块3。其中，多个同步采集模块3分别与设置在风电机组I上的多个检测部件4连接，用于从相应的检测部件4获取与偏航相关的状态数据。具体地，分别与多个同步采集模块3连接的检测部件4，可以为现有技术中设置于风电机组I上的各种测试部件，例如，用于测试环境风速的风速传感器，用于测试环境风向的风向传感器，用于测试环境温度的温度传感器，用于测试环境湿度的湿度传感器，用于测试各个卡钳运行状态的振动传感器等用于测试偏航故障数据的检测部件。
[0028]本实施例中，采集控制器2与多个同步采集模块3具有同一系统时钟，用于根据系统时钟控制多个同步采集模块3同步地分别从相应的检测部件4获取与偏航相关的状态数据，使得多个同步采集模块3能够在同一时刻同步地获取相应检测部件4的检测数据。根据各检测部件4在同一时刻的检测数据，可以相应地还原风电机组I在各时刻的偏航运行状态，进而复现偏航故障状态，实现对风电机组I的偏航故障因素的精确分析。根据统一系统时钟获取偏航运行数据，可以有效地避免在较长的测试周期中，由于获取的各检测部件4的检测数据不同步，而引起的偏航运行数据精确度较差的问题。
[0029]该偏航测试系统的同步采集控制装置可以设置在风电机组I中，例如集成在风电机组I的主控系统中，无需增加硬件，节约成本。当然，该同步采集控制装置也可以设置在距离风电机组I较远，并与风电机组I对应的控制室内，用于远程采集风电机组I中的偏航运行数据。其中的采集控制器2与多个同步采集模块3之间可通过以太网连接，使偏航运行数据可以快捷稳定地传输;也可以通过无线网络连接，既方便偏航运行数据传输，又能避免采集控制器2与多个同步采集模块3之间的连接线路发生干涉。
[0030]如图3所示，同步采集控制装置具体可以包括，由可编程逻辑控制器(PLC)组成的采集控制器2，及与其相连的多个同步采集模块3。其中，采集控制器2和多个同步采集模块3均可以由现有技术中的测控装置组成，用于实现将检测部件的检测数据同步获取。例如。采集控制器2由倍福(Beckhoff)公司生产的CX5130-0120型号的控制器组成，通过ADS(Automat1nDeviceSpecif icat1n，自动化设备规范)实现各同步采集模块从相应的检测部件同步地获取偏航相关的状态数据。其操作系统为windows Embedded 32bit CX2900-0031，编程环境采用TwinCAT3 PLC，多个同步采集模块之间可以通过E_BUS(EndobronchealUltrasonography