一种风电机组功率曲线测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风电机组功率曲线测试技术领域，特别是涉及一种风电机组功率曲线测试系统。
【背景技术】
[0002]风力发电是21世纪最具发展潜力的新能源产品，是新能源发展的重点。随着我国风电行业的快速发展，我国风电机组的型号和种类越来越多，国内的风电场运营商对风电机组功率特性测试的需求也越来越迫切。
[0003]风力发电机组在设计、试验、运行的过程中，机组的功率曲线都是一个非常重要的指标。风力发电机组在交付使用时，其生产厂商会提供机组在标准空气密度(1.225kg/m3)下的功率曲线。但在实际的风电机组运行过程中，实际功率曲线和标准功率曲线会存在一定的差异。若实际功率曲线高于标准功率曲线，风电机组长期处于过负荷状态，会影响其寿命；若实际功率曲线低于标准功率曲线，将会导致风电机组发电量下降，影响风电场运营商的效益。风电机组的功率特性测试可以反映出机组多方面的特性，并对其设计、制造的改进与优化起到指导作用。基于以上原因，风电机组功率特性测试成为风电机组型式认证中必不可少的环节。
[0004]传统的功率曲线测试多按照IEC标准进行，以IEC标准严格规定的测风装置以及各气象装置的安装与记录方法测得的功率曲线，无疑是最精确的，但是这种传统的机组功率曲线测试方法受地形、测风设备等条件限制较多，并且测风塔安装时间长、维护不便，导致测试周期大大延长。因此如何规范的、低成本的，准确的测试复杂地形下风机的性能是急需解决的问题。
[0005]目前较多采用激光雷达进行功率曲线验证测试，通过激光雷达测试风速和气象数据、功率变送器采集机组功率数据，从而绘制出相对准确的功率曲线，以便对厂家提供的保证功率曲线进行验证。该方法可以使设备安装周期大幅缩短，而且方便了设备的维护，对于促进我国风电机组功率曲线测试技术进步具有积极的意义。但在该试验过程中气象参数数据和功率数据不能同步采集，分成两个测试系统各自采集，只能通过GPS校时进行数据同步，后续的数据处理繁琐、不方便。
[0006]由此可见，上述现有的风电机组功率曲线测试方法在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种实现气象参数数据和功率数据同步采集的新的风电机组功率曲线测试系统，成为当前业界极需改进的目标。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是提供一种风电机组功率曲线测试系统，使气象参数数据和功率数据能够同步采集，更准确的得到风电机组的功率曲线特性，从而克服现有的风电机组功率曲线测试方法的不足。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种风电机组功率曲线测试系统，包括测风设备、功率测试设备和数据采集处理设备，所述数据采集处理设备与测风设备、功率测试设备连接，所述测风设备为激光雷达测风设备，用于安装在风电机组的机舱处，所述功率测试设备和数据采集处理设备用于安装在风电机组的塔架底部，所述数据采集处理设备还与风电机组主控系统连接。
[0009]作为本实用新型的一种改进，所述激光雷达测风设备包括激光雷达测风仪和与其连接的数据采集仪，所述激光雷达测风仪用于安装在风电机组的机舱上部，所述数据采集仪用于安装在风电机组的机舱内部。
[0010]进一步改进，所述功率测试设备为功率变送器，所述功率变送器连接安装在箱变侧的电流互感器和并网侧的相电压。
[0011]进一步改进，所述数据采集处理设备通过CAN线与所述数据采集仪、功率变送器以及风电机组的主控系统相连接。
[0012]采用上述的技术方案，本实用新型至少具有以下优点:
[0013]本实用新型应用机舱激光雷达测风设备，避免了需要竖立测风塔而带来的各种不便，并且增大了功率曲线测试的有效扇区面积，缩短了测试所用时间，节约各项成本；同时能将所有测试变量，如机舱激光雷达数据变量、风电机组运行参数变量、上网净功率变量同步采集，实现所有数据在同一时域内分析，使数据分析结果更加及时、可靠。
【附图说明】
[0014]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0015]图1是本实用新型风电机组功率曲线测试系统的原理图；
[0016]图2是本实用新型风电机组功率曲线测试系统的应用结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]参照附图1和2所示，本实用新型风电机组功率曲线测试系统包括激光雷达测风设备、功率测试设备和数据采集处理设备3。
[0018]该激光雷达测风设备包括安装于风电机组机舱上部的激光雷达测风仪1和安装于风电机组机舱内部的数据采集仪2。该激光雷达测风仪1用于采集该风力发电机组正前方的风速、风向、温度、气压等参数，并将测得的数据传输至数据采集仪2中。
[0019]该功率测试设备为功率变送器4，该功率变送器4安装于风电机组的塔架底部，其同时连接安装在箱变侧的电流互感器和并网侧的相电压，计算得到该风电机组的功率信号数据。
[0020]该数据采集处理设备3安装于风电机组的塔架底部，通过CAN线与上述数据采集仪2和功率变送器4相连接，还同时与该风电机组的主控系统5相连接，故该数据采集处理设备3可同时采集气象数据、净上网功率数据和风机运行参数变量数据，并进行数据处理与分析，实现所有测试数据的同步采集，存储与处理。
[0021 ] 本实用新型使用激光雷达测风设备测量距离风机1D?4D (D为叶轮直径)、轮毂高度Η处的风速、风向、气压、温度等气象数据，代替现有技术中测风塔测得的相关数据；使用功率变送器、电流互感器测量机组的净上网功率；该激光雷达测试数据、净功率数据以及机组运行主控数据均通过CAN线传输给塔底数据采集处理设备，实现所有测试数据的同步采集，存储与处理。
[0022]本实用新型应用机舱雷达测风设备，避免了因竖立测风塔而引起的征地事宜，并且增大了功率曲线测试的有效扇区面积，缩短了测试所用时间，节约各项成本；同时将所有测试变量(含风电机组运行参数变量、上网净功率变量、机舱激光雷达数据变量等)同步采集，所有数据放到同一时域内分析，使数据分析结果更加可靠。
[0023]在验证功率曲线的基础上，本测试系统还可同时进行多方面分析研究:如风轮前侧压缩区风速变化特性、风向标校准、风速传递函数、以及激光雷达测量的风向与经叶轮尾流影响的风向对应关系等。
[0024]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种风电机组功率曲线测试系统，包括测风设备、功率测试设备和数据采集处理设备，所述数据采集处理设备与测风设备、功率测试设备连接，其特征在于，所述测风设备为激光雷达测风设备，用于安装在风电机组的机舱处，所述功率测试设备和数据采集处理设备用于安装在风电机组的塔架底部，所述数据采集处理设备还与风电机组主控系统连接。2.根据权利要求1所述的风电机组功率曲线测试系统，其特征在于，所述激光雷达测风设备包括激光雷达测风仪和与其连接的数据采集仪，所述激光雷达测风仪用于安装在风电机组的机舱上部，所述数据采集仪用于安装在风电机组的机舱内部。3.根据权利要求2所述的风电机组功率曲线测试系统，其特征在于，所述功率测试设备为功率变送器，所述功率变送器连接安装在箱变侧的电流互感器和并网侧的相电压。4.根据权利要求3所述的风电机组功率曲线测试系统，其特征在于，所述数据采集处理设备通过CAN线与所述数据采集仪、功率变送器以及风电机组的主控系统相连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种风电机组功率曲线测试系统，包括测风设备、功率测试设备和数据采集处理设备，数据采集处理设备与测风设备、功率测试设备连接，测风设备为激光雷达测风设备，用于安装在风电机组的机舱处，功率测试设备和数据采集处理设备用于安装在风电机组的塔架底部，数据采集处理设备还与风电机组主控系统连接。本实用新型应用机舱激光雷达测风设备，避免了需要竖立测风塔而带来的各种不便，并且增大了功率曲线测试的有效扇区面积，缩短了测试所用时间，节约各项成本；同时能将所有测试变量，如机舱激光雷达数据变量、风电机组运行参数变量、上网净功率变量同步采集，实现所有数据在同一时域内分析，使数据分析结果更加及时、可靠。
【IPC分类】F03D17/00
【公开号】CN205013202
【申请号】CN201520718561
【发明人】满宏亮, 王冬冬, 李永战, 郭俊涛
【申请人】国电联合动力技术有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月16日