风力发电机主控系统的实训平台的制作方法

1.本公开涉及实训技术领域，具体地，涉及一种风力发电机主控系统的实训平台。


背景技术：

2.风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。近年来，将风能转换成电能的风力发电技术发展迅速，已成为对常规能源最具有竞争力的新能源发电方式之一。风力发电机是风力发电中的核心设备，其主要分为主控系统、变桨系统、变频系统三大系统，主控系统作为风力发电机运行和监控的大脑，用于实现风力发电机的启动、停机、并网和脱网控制等功能。
3.当前，在企业电气专业人员开展主控系统的实操培训的过程中，主要是通过制作ppt或通过现场登机实操的方式，来为员工进行主控系统的实操培训。然而，通过ppt形式开展培训，员工的参与度较低，培训效果较差。而通过现场登机实操的方式开展培训，存在触电安全隐患，无法实现大面积培训，并且培训成本较高。


技术实现要素：

4.为了解决相关技术中存在的问题，本公开提供了一种风力发电机主控系统的实训平台。
5.为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种风力发电机主控系统的实训平台，所述实训平台包括控制柜和设置于所述控制柜外的执行元件；
6.所述控制柜包括工作台以及安装于所述工作台上的电源模块、控制开关组件、操作面板、按钮组件和控制器；所述电源模块与电网连接，且所述电源模块通过所述控制开关组件与所述执行元件连接，所述控制器分别与所述控制开关组件、所述操作面板、所述按钮组件连接；
7.所述控制器，用于接收操作信号和按钮信号，并根据所述操作信号和所述按钮信号，对所述控制开关组件进行控制，使所述执行元件执行预设动作，以模拟控制风力发电机的启动、停机、并网和脱网；所述操作信号为用户在所述操作面板上进行预设操作触发的信号，所述按钮信号为所述用户对所述按钮组件进行按压操作触发的信号。
8.可选地，所述控制柜还包括安装于所述工作台上的空开组件，所述电源模块依次通过所述空开组件、所述控制开关组件与所述执行元件连接。
9.可选地，所述控制柜还包括端子排，所述控制开关组件通过所述端子排与所述执行元件连接。
10.可选地，所述控制柜还包括安装于所述工作台上的传感器组件，所述传感器组件与所述控制器连接；
11.所述传感器组件，用于模拟检测所述风力发电机所处环境的风况和所述风力发电机的运行参数，并生成模拟传感器参数；
12.所述控制器，还用于根据所述模拟传感器参数，所述操作信号和所述按钮信号，确
定所述风力发电机是否存在异常。
13.可选地，所述控制柜还包括安装于所述工作台上的指示灯组件，所述指示灯组件与所述控制器连接；
14.所述控制器，还用于根据所述操作信号、所述按钮信号和所述模拟传感器参数，确定灯光信号，并根据所述灯光信号控制所述指示灯组件发出所述灯光信号对应颜色的灯光。
15.可选地，所述控制柜还包括电气安装卡轨，所述电气安装卡轨通过螺栓固定在所述工作台上；所述电源模块、所述控制开关组件、所述按钮组件和所述控制器安装在所述电气安装卡轨上。
16.可选地，所述控制柜还包括pvc线槽，所述pvc线槽通过螺栓固定在所述工作台上；所述电源模块、所述控制开关组件、所述按钮组件和所述控制器之间通过设置在所述pvc线槽中的线缆进行连接。
17.可选地，所述控制柜包括塔底控制柜和机舱控制柜；
18.所述塔底控制柜包括第一工作台以及安装于所述第一工作台上的第一电源模块、第一控制开关组件、所述操作面板、第一按钮组件和第一控制器；
19.所述第一电源模块与所述电网连接，且所述第一电源模块通过所述第一控制开关组件与所述执行元件连接，所述第一控制器分别与所述第一控制开关组件、所述操作面板、所述第一按钮组件连接；
20.所述机舱控制柜包括第二工作台以及安装于所述第二工作台上的第二电源模块、第二控制开关组件、第二按钮组件和第二控制器；
21.所述第二电源模块与所述电网连接，且所述第二电源模块通过所述第二控制开关组件与所述执行元件连接，所述第二控制器分别与所述第二控制开关组件、所述第二按钮组件连接。
22.可选地，所述第一控制器通过通信线缆与所述第二控制器连接。
23.可选地，所述控制器为plc，所述控制开关组件包括接触器和继电器中的至少一个。
24.通过上述技术方案，本公开中的实训平台包括控制柜和设置于控制柜外的执行元件，控制柜包括工作台以及安装于工作台上的电源模块、控制开关组件、操作面板、按钮组件和控制器，电源模块与电网连接，且电源模块通过控制开关组件与执行元件连接，控制器分别与控制开关组件、操作面板、按钮组件连接，控制器，用于接收操作信号和按钮信号，并根据操作信号和按钮信号，对控制开关组件进行控制，使执行元件执行预设动作，以模拟控制风力发电机的启动、停机、并网和脱网，其中，操作信号为用户在操作面板上进行预设操作触发的信号，按钮信号为用户对按钮组件进行按压操作触发的信号。本公开通过搭建的风力发电机主控系统的实训平台，可以将风力发电机主控系统移至场站内，实现在场站内开展主控系统的实操培训，使用户能够更好地参与到实操培训中，提高用户的培训效果，并且不需要进行现场登机实操，可以降低登机实操带来的触电安全隐患，能够实现大面积培训，降低了培训成本。
25.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
26.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
27.图1是根据一示例性实施例示出的一种风力发电机主控系统的实训平台的示意图；
28.图2是根据一示例性实施例示出的再一种风力发电机主控系统的实训平台的示意图；
29.图3是根据一示例性实施例示出的另一种风力发电机主控系统的实训平台的示意图；
30.图4是根据一示例性实施例示出的又一种风力发电机主控系统的实训平台的示意图。
具体实施方式
31.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
32.图1是根据一示例性实施例示出的一种风力发电机主控系统的实训平台的示意图。如图1所示，该实训平台10包括控制柜20和设置于控制柜20外的执行元件30。
33.控制柜20包括工作台201以及安装于工作台201上的电源模块202、控制开关组件203、操作面板204、按钮组件205和控制器206。其中，电源模块202与电网连接，且电源模块202通过控制开关组件203与执行元件30连接，控制器206分别与控制开关组件203、操作面板204、按钮组件205连接。
34.示例地，通过ppt形式开展风力发电机主控系统的实操培训，员工只能通过想象来消化培训内容，不能真正使员工全面掌握培训内容，培训效果较差。为了提高培训效果，需要在开展主控系统的实操培训时使员工可以进行实物学习。在实际情况中，由于风力发电机整体尺寸较大，塔筒高度较高(在80米左右)，无法直接将风力发电机整体安装在场站内来让员工进行实物学习，因此目前针对实物学习只能通过现场登机实操。然而，由于风力发电机带电，且机组平台较为紧凑，存在很大的触电安全隐患，并且无法实现大面积培训。
35.为了避免通过ppt形式或通过现场登机实操的方式进行主控系统的实操培训带来的问题，可以搭建一种由控制柜20和执行元件30构成的风力发电机主控系统的实训平台10，并通过该实训平台10对用户进行主控系统的实操培训。该实训平台10可以理解为一种用于模拟实际场景下对主控系统进行各种类型操作的实物训练装置，该实训平台10的体积要远远小于风力发电机，能够直接放置在场站内。通过将该实训平台10放置在场站内，相当于将风力发电机主控系统移至场站内，实现在场站内开展主控系统的实操培训，使用户能够更好地参与到实操培训中，提高用户的培训效果，同时可以避免登机实操带来的触电安全隐患，实现大面积培训，并降低培训成本。
36.具体地，控制柜20可以由工作台201以及安装于工作台201上的电源模块202、控制开关组件203、操作面板204、按钮组件205和控制器206组成。其中，工作台201可以采用防静
电工作台，控制器206可以为plc(英文：programmable logic controller，中文：可编程逻辑控制器)，例如，控制器206可以使用巴赫曼plc模块，而控制开关组件203可以包括接触器和继电器中的至少一个。控制柜20还可以包括安装于工作台201上的空开组件207，电源模块202可以依次通过空开组件207、控制开关组件203与执行元件30连接。进一步地，控制柜20还可以包括端子排208，控制开关组件203可以通过端子排208与执行元件30连接。为了使用户能够更加容易的接受主控系统的实操培训，可以基于真实风力发电机现场的实际设备位置，选定电源模块202、控制开关组件203、操作面板204、按钮组件205、控制器206、空开组件207和端子排208等电气元件的安装位置，并遵循节约材料的原则对各电气元件进行合理布局，以确保实训平台10的电气元件布局的合理性，从而方便用户通过实训平台10更加直观了解主控系统的结构原理。
37.控制器206，用于接收操作信号和按钮信号，并根据操作信号和按钮信号，对控制开关组件203进行控制，使执行元件30执行预设动作，以模拟控制风力发电机的启动、停机、并网和脱网。其中，操作信号为用户在操作面板上进行预设操作触发的信号，按钮信号为用户对按钮组件进行按压操作触发的信号。
38.举例来说，实训平台10搭建完成后，可以通过电源模块202对控制柜20上电，并合上空开组件207，使实训平台10全部带电。控制器206得电后需要进行自检，当控制器206内部所有通讯回路正常时，控制器206才可以正常启动运行。当控制器206为巴赫曼plc模块时，用户可以通过电脑使用巴赫曼主控专用软件solutioncenter，来查看各模块的状态信息，进行模块ip地址的更改以及程序更新等工作。
39.用户在进行主控系统的实操培训时，可以按照主控系统的实际操作流程，在操作面板204上进行预设操作来触发操作信号，并对按钮组件205进行按压操作触发的按钮信号。控制器206可以在接收到操作信号和按钮信号后，根据操作信号和按钮信号，对控制开关组件203进行控制，使执行元件30执行预设动作，以模拟控制风力发电机的启动、停机、并网和脱网。
40.在一种场景中，控制柜20还可以包括电气安装卡轨，电气安装卡轨通过螺栓固定在工作台201上，电源模块202、控制开关组件203、按钮组件205和控制器206安装在电气安装卡轨上。进一步地，控制柜20还可以包括pvc线槽，pvc线槽通过螺栓固定在工作台201上，电源模块202、控制开关组件203、按钮组件205和控制器206之间通过设置在pvc线槽中的线缆进行连接。
41.综上所述，本公开中的实训平台包括控制柜和设置于控制柜外的执行元件，控制柜包括工作台以及安装于工作台上的电源模块、控制开关组件、操作面板、按钮组件和控制器，电源模块与电网连接，且电源模块通过控制开关组件与执行元件连接，控制器分别与控制开关组件、操作面板、按钮组件连接，控制器，用于接收操作信号和按钮信号，并根据操作信号和按钮信号，对控制开关组件进行控制，使执行元件执行预设动作，以模拟控制风力发电机的启动、停机、并网和脱网，其中，操作信号为用户在操作面板上进行预设操作触发的信号，按钮信号为用户对按钮组件进行按压操作触发的信号。本公开通过搭建的风力发电机主控系统的实训平台，可以将风力发电机主控系统移至场站内，实现在场站内开展主控系统的实操培训，使用户能够更好地参与到实操培训中，提高用户的培训效果，并且不需要进行现场登机实操，可以降低登机实操带来的触电安全隐患，能够实现大面积培训，降低了
培训成本。
42.图2是根据一示例性实施例示出的再一种风力发电机主控系统的实训平台的示意图。如图2所示，控制柜20还包括安装于工作台201上的传感器组件209，传感器组件209与控制器206连接。
43.传感器组件209，用于模拟检测风力发电机所处环境的风况和风力发电机的运行参数，并生成模拟传感器参数。
44.控制器206，还用于根据模拟传感器参数，操作信号和按钮信号，确定风力发电机是否存在异常。
45.示例地，在风力发电机运行的过程中，风力发电机主控系统还需要通过传感器对风力发电机所处环境的风况和风力发电机的运行参数进行监控。为了进一步提高用户的培训效果，控制柜20还可以包括用于模拟实际场景下主控系统对风力发电机所处环境的风况和风力发电机的运行参数进行监控所使用的传感器，该传感器组件209可以包括风速仪、风向标、温度传感器和转速传感器等。传感器组件209可以在实训平台10带电后，模拟检测风力发电机所处环境的风况和风力发电机的运行参数(实际上并没有真正对风况和运行参数进行检测)，并生成模拟传感器参数(该模拟传感器参数并不是真实值)。例如，传感器组件209可以随机生成模拟传感器参数，也可以按照预设生成规则来生成模拟传感器参数。然后，控制器206可以根据模拟传感器参数，操作信号和按钮信号，确定风力发电机是否存在异常。进一步地，控制器206还可以检测传感器组件209是否存在故障。
46.图3是根据一示例性实施例示出的另一种风力发电机主控系统的实训平台的示意图。如图3所示，控制柜20还包括安装于工作台201上的指示灯组件210，指示灯组件210与控制器206连接。
47.控制器206，还用于根据操作信号、按钮信号和模拟传感器参数，确定灯光信号，并根据灯光信号控制指示灯组件210发出灯光信号对应颜色的灯光。
48.举例来说，控制柜20还可以包括指示灯组件210。控制器206可以根据操作信号、按钮信号和模拟传感器参数，确定风力发电机当前所处的运行状态。例如，运行状态可以是用于表征风力发电机正在启动的启动状态，用于表征风力发电机停机的停机状态，用于表征风力发电机与电网进行并网的并网状态，用于表征风力发电机与电网进行脱网的脱网状态以及用于表征风力发电机存在异常的异常状态中的任一个。然后，控制器206可以根据风力发电机当前所处的运行状态，确定风力发电机当前所处的运行状态对应的灯光信号，并根据灯光信号控制指示灯组件210发出灯光信号对应颜色的灯光。例如，当运行状态为异常状态时，指示灯组件210可以发出红色的灯光，以提醒用户风力发电机存在异常。
49.图4是根据一示例性实施例示出的又一种风力发电机主控系统的实训平台的示意图。如图4所示，控制柜20包括塔底控制柜21和机舱控制柜22。
50.塔底控制柜21包括第一工作台2011以及安装于第一工作台2011上的第一电源模块2021、第一控制开关组件2031、操作面板204、第一按钮组件2051和第一控制器2061。
51.第一电源模块2021与电网连接，且第一电源模块2021通过第一控制开关组件2031与执行元件30连接，第一控制器2061分别与第一控制开关组件2031、操作面板204、第一按钮组件2051连接。
52.机舱控制柜22包括第二工作台2012以及安装于第二工作台2012上的第二电源模
块2022、第二控制开关组件2032、第二按钮组件2052和第二控制器2062。
53.第二电源模块2022与电网连接，且第二电源模块2022通过第二控制开关组件2032与执行元件30连接，第二控制器2062分别与第二控制开关组件2032、第二按钮组件2052连接。
54.其中，第一控制器2061通过通信线缆与第二控制器2062连接。
55.在一种场景中，控制柜20可以包括塔底控制柜21和机舱控制柜22，塔底控制柜21的具体安装方式如下：首先可以根据塔底控制柜21将电气安装卡轨和pvc线槽裁取合适的尺寸。之后可以在塔底控制柜21选取三个相同尺寸的电气安装卡轨，再根据塔底控制柜21的电气元器件选定电气安装卡轨的位置，并通过螺栓将电气安装卡轨固定在第一工作台2011上。同时可以选取5个pvc线槽，再根据塔底控制柜21的电气元器件选定安装位置，并通过螺栓将pvc线槽固定在第一工作台2011上。然后可以根据真实场景下风力发电机塔底控制柜的电气元器件情况依次将第一电源模块2021、第一控制开关组件2031、第一按钮组件2051和第一控制器2061安装在电气安装卡轨上，再按照真实场景下风力发电机塔底控制柜的电气图纸制作线缆，并使用线缆将第一电源模块2021、第一控制开关组件2031、第一按钮组件2051和第一控制器2061一一连接起来。最后将操作面板204固定在第一工作台2011上实现人机交互功能。
56.机舱控制柜22的具体安装方式如下：首先可以根据机舱控制柜22的电气元器件情况将电气安装卡轨和pvc线槽裁取合适的尺寸。之后可以在机舱控制柜22选取四个相同尺寸的电气安装卡轨，再根据机舱控制柜22的电气元器件选定电气安装卡轨的位置，并通过螺栓将电气安装卡轨固定在第二工作台2012上。同时选取8个pvc线槽，再根据机舱控制柜22的电气元器件选定好安装位置，并通过螺栓将pvc线槽固定在第二工作台2012上。然后可以根据真实场景下风力发电机机舱控制柜的电气元器件情况依次将第二电源模块2022、第二控制开关组件2032、第二按钮组件2052和第二控制器2062安装在电气安装卡轨上，再按照真实场景下风力发电机机舱控制柜的电气图纸制作线缆，使用线缆将第二电源模块2022、第二控制开关组件2032、第二按钮组件2052和第二控制器2062一一连接起来。
57.在安装完成塔底控制柜21和机舱控制柜22后，可以使用通信线缆(例如光纤)将第一控制器2061的通讯模块和第二控制器2062的通讯模块进行连接，使塔底控制柜21和机舱控制柜22建立通信。然后，可以对塔底控制柜21和机舱控制柜22进行上电，并对第一控制器2061和第二控制器2062进行程序刷新，最终完成实训平台的搭建。
58.综上所述，本公开中的实训平台包括控制柜和设置于控制柜外的执行元件，控制柜包括工作台以及安装于工作台上的电源模块、控制开关组件、操作面板、按钮组件和控制器，电源模块与电网连接，且电源模块通过控制开关组件与执行元件连接，控制器分别与控制开关组件、操作面板、按钮组件连接，控制器，用于接收操作信号和按钮信号，并根据操作信号和按钮信号，对控制开关组件进行控制，使执行元件执行预设动作，以模拟控制风力发电机的启动、停机、并网和脱网，其中，操作信号为用户在操作面板上进行预设操作触发的信号，按钮信号为用户对按钮组件进行按压操作触发的信号。本公开通过搭建的风力发电机主控系统的实训平台，可以将风力发电机主控系统移至场站内，实现在场站内开展主控系统的实操培训，使用户能够更好地参与到实操培训中，提高用户的培训效果，并且不需要进行现场登机实操，可以降低登机实操带来的触电安全隐患，能够实现大面积培训，降低了
培训成本。
59.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
60.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
61.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。