一种风电机组偏航教学模拟系统的制作方法

本发明属于教学演示系统，具体为一种风电机组偏航教学模拟系统。

背景技术：

1、风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成；风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。

2、根据专利号为“cn202110605741.2”提出了“一种风电机组偏航教学模拟系统，属于教学演示器材技术领域，其技术方案要点包括：风力发电演示装置，用于展示风力发电过程及原理；偏航驱动装置，所述偏航驱动装置设置于风力发电演示装置下方，用于驱动风力发电装置根据风速矢量变化进行旋转；支撑装置，用于支撑风力发电演示装置和偏航驱动装置；振动发生装置，所述振动发生装置设置于支撑装置上，用于使风力发电演示装置和偏航驱动装置产生振动，达到了便于演示和分析振动对风电机组偏航系统产生的影响的目的”。

3、根据专利号为“cn202110601489.8”提出了“一种风电机组液压系统实训平台，包括液压站、阀块组件、执行机构装置以及电气控制装置，液压站与阀块组件之间均采用与风电机组相同的液压胶管连接，液压站通过阀块组件与执行机构装置连接，执行机构前端设计有压力传感器，分别测试主轴系统、偏航系统的进口压力以及变桨系统的进出口压力；电气控制装置采用主控plc；电气控制装置包括触控一体机和控制系统，设有操作区以及电气安装区。通过本方案，能够真实的模拟风力发电机组高速轴制动系统、偏航制动系统以及液压变桨系统并在此基础上设置液压系统管路连接实训、电气系统调试实训、液压系统故障排查实训以及电气系统故障排查实训，适用于实训教学”。

4、上述方案解决了教学过程中风电机组偏航模拟问题，但现有的教学系统中，实体的试验道具导致教学成本较高，且单一的教学道具不能保证每个学生都能更直观的查看各项数据，从而导致学生对教学内容理解较为模糊，以此使得教学质量较低；因此，针对目前的状况，现需对其进行改进。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种风电机组偏航教学模拟系统，有效的解决了现有的教学系统中，实体的试验道具导致教学成本较高，且单一的教学道具不能保证每个学生都能更直观的查看各项数据，从而导致学生对教学内容理解较为模糊，以此使得教学质量较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风电机组偏航教学模拟系统，所述风电机组偏航教学模拟系统包括数据控制中心系统，所述数据控制中心系统用于对风电机组偏航教学模拟系统中的所有数据进行转换以及核算，所述所有数据包括输入数据以及输出数据；

3、身份id验证系统：所述身份id验证系统用于对登录风电机组偏航教学模拟系统中的身份id进行验证，并在验证完成后对对应身份id后，提供对应的使用权限区域，即验证身份id为教师身份后，对应开放数据总控系统和教学演示系统的权限，验证身份id为学生身份后，则对应开放除数据总控系统和教学演示系统外的所有系统权限；

4、数据总控系统：所述数据总控系统用于对风电机组偏航教学模拟系统中的所有数据进行编辑修改，并将经过编辑修改的数据同步至同一系统以及区域网络中的所有学生id的使用端中；

5、教学演示系统：所述教学演示系统用于教师id在风电机组偏航教学模拟系统进行演示教学，所述教学演示系统在进行使用时，将使用画面同步至同一系统以及区域网络中的所有学生id的使用端中；

6、风电机组模拟系统：所述风电机组模拟系统用于对风电机组进行建模模拟，所述风电机组模拟系统在进行建模时搭建的组件包括柔性叶片、柔性塔筒、偏航系统、主机架、轮毂、主轴以及传动链，且在进行风电机组模拟系统建模时对所有组件的搭建均采用simpack多体动力学软件进行；

7、偏航风向模拟系统：所述偏航风向模拟系统用于对自然风向进行模拟，所述偏航风向模拟系统模拟的风向包括基本风、湍流风以及阵风，所述偏航风向模拟系统模拟对应的风向时将数据同步至所述风电机组模拟系统；

8、偏航控制模拟系统：所述偏航控制模拟系统用于对风电机组模拟系统的建模完成的风电机组在遭遇对应数据的风向时进行自动模拟控制，所述偏航控制模拟系统搭载了aerodyn空气动力学软件以及simulink控制软件，且所述偏航控制模拟系统具体为数据响应模型；

9、偏航数据记录系统：所述偏航数据记录系统用于对所述风电机组模拟系统、偏航风向模拟系统以及偏航控制模拟系统中的所有数据进行记录并存储；

10、对照实体视频系统：所述对照实体视频系统用于根据所述偏航数据记录系统记录的数据进行数据抓取后，调取对应数据下的实体试验视频数据，并将实体试验视频数据以弹窗形式发送至学生id的使用端中。

11、优选的，所述身份id验证系统在对身份验证时验证包括账户名、密码、校园ic卡、生物信息或动态密码中的一种或几种的组合。

12、优选的，所述身份id验证系统具体为基于session技术的用户账户以及密码对应识别技术或基于token技术的用户账户以及密码对应识别技术。

13、优选的，所述数据总控系统和所述教学演示系统具体为802.1x协议、网关型准入控制、dhcp准入控制或arp抑制准入控制中的一种或几种的组合。

14、优选的，所述风电机组模拟系统在进行建模模拟时，按照风电机组的拓扑图为基准进行建立，即将主机架作为基本坐标，将柔性叶片、柔性塔筒、偏航系统、轮毂、主轴以及传动链建立在其各经纬方向。

15、优选的，所述数据响应模型在建立时具体过程为：①：对风电机组偏航的大数据收集；②：以收集的大数据为模型建立学习数据进行模型学习；③：对已经学习了上述数据的模型进行模型测试；④：对测试结果进行反馈评估；⑤：完成模型建立。

16、优选的，所述对照实体视频系统在进行实体试验视频数据弹送时具体采用vue弹窗组件技术。

17、优选的，所述风电机组偏航教学模拟系统在使用时需要在网络覆盖范围，且网络为无线局域网或有线局域网。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明，通过线上仿真模拟，不需使用实体的试验道具，减少了教学资金投入，且线上仿真，可使得学生能够更直观查看风电机组偏航后的各项数据，从而能够对教学内容理解更透彻，以此提高教学质量；

19、2、本发明，在进行登录时，可对学生以及教师的身份进行验证，并在验证后对应开放对应的区域使用权限，将教师使用端作为控制终端与学生使用端建立连接，从而使得教师在教学过程中能够更加方便做演示教学以及对学生在教学模拟系统中存在的问题进行集中管控，以提高教学效率；

20、3、本发明，以大数据作为模型基础，使得该风电机组偏航教学模拟系统中的风电机组模型的偏航数据更加准确，从而为教学提供了更科学、更真实以及更准确的模型模拟；

21、4、本发明，在学生进行模拟试验后，根据学生设置的数据进行对应示意试验的视频的发送，从而能够巩固学生的学习记忆，达到教学目的。