专利名称：一种风电机组的测试方法及测试平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及风カ发电机组测试领域，尤其是涉及ー种风电机组的测试方法及测试
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背景技术：
在风カ发电中，整机的出厂检验测试是关系风电机组能否正常运行的关键环节。在现有技术中，风电机组试验台一般采取对拖方式对风电机组进行测试和检验。在驱动端给定參考速度，通过联轴器或齿轮箱驱动被测机组。一般采用速度控制，在驱动端进行自适应加载カ矩，同时被测机组进行同样加载。 发明人在实现本发明的过程中发现，对风电机组测试时尤为关键的一点在于是否能尽可能的模拟实际风况下风电机组的运行情况，如不同エ况下风电机组并网、功率输出情况等。因此，为了测试风电机组在不同风速不同载荷状况的表现特性，需要设计试验台，并采取一定的控制方法对风电机组进行测试，为以后的技术改进提供重要的參考依据。但是现有技术中的这种测试方法只能简单的模拟驱动端额定功率以下的风电机组并网、发电等环节，也无法模拟风况变化时变桨系统的动作对风电机组输出功率的影响。换句话说，这样的加载效果只是能检验被测对象能不能满足一定的加载要求，能不能达到满载等定值效果，以及检验加载过程中可能出现的问题，却不能真实地模拟被测端在实际风况以及不同阶段的运行效果，如不同风速不同载荷状况下风电机组输出功率的变化以及变桨系统的エ作特性等。可见，现有技术中的方案无法近似真实地进行模拟测试，无法模拟不同风速不同载荷等真实エ况来对风电机组进行测试。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的是提供ー种风电机组的测试方法及测试平台，以实现模拟不同风速不同载荷对风电机组进行测试。本发明实施例公开了ー种风电机组的测试方法，其特征在于用于风电机组测试平台；所述测试平台的驱动端为并联的两台电动机；所述测试平台的被测端为待测的风电机组；所述驱动端与所述被测端通过齿轮箱相连，所述齿轮箱为两级并行、双输入单输出结构；所述方法包括步骤ー获取所要模拟测试的风电机组的运行阶段；步骤ニ 根据所要模拟测试的风电机组的运行阶段，分别控制所述两台电动机的速度和/或カ矩，以模拟风速和/或风能的变化实现对所述风电机组的测试。优选的，所述两台电动机采取主从控制方式进行控制，其中主电动机主要采用速度控制方式，从电动机采用カ矩控制方式，并且所述步骤ニ具体为根据所要模拟测试的风电机组的运行阶段，分别控制所述主电动机的速度和/或控制所述从电动机的カ矩，以模拟风速和/或风能的变化实现对所述风电机组的测试。
优选的，所述步骤ニ具体包括当需要模拟测试风速从零上升到切入风速这一阶段时，控制所述主电动机的转速上升到预设的參考速度值。优选的，所述步骤ニ具体包括当需要模拟测试风速从切入风速上升但所述风电机组尚未达到最高转速这ー阶段时，控制所述主电动机的转速上升，同时控制所述驱动端的负载分配比例上升。优选的，所述步骤ニ具体包括当需要模拟测试所述风电机组已达到最高转速但其功率尚未达到额定输出功率这ー阶段时，控制所述驱动端的负载分配比例上升。优选的，所述方法还包括 当需要模拟测试所述风电机组已达到额定功率而风能继续增大这ー阶段时，控制所述主电动机的附加カ矩上升，同时控制所述从电动机的附加カ矩减小。本发明实施例还公开一种风电机组的测试平台，所述平台包括驱动端包括并联的两台电动机，所述驱动端用于根据接收到的所要模拟测试的风电机组的运行阶段的控制命令，改变所述两台电动机的速度和/或力矩以模拟风速和/或风能的变化实现对待测试风电机组的测试；齿轮箱用于连接所述驱动端与被测端，为两级并行、双输入单输出结构，其中所述被测端为所述待测试风电机组优选的，所述两个电动机采取主从控制方式进行控制，其中主电动机主要采用速度控制方式，从电动机采用カ矩控制方式，所述驱动端通过改变所述主电动机的速度和/或改变所述从电动机的力矩以实现对风速和/或风能变化的模拟。本发明实施例将驱动端设置为并联的采取主从控制方式的两台电动机，其中主电动机采用速度控制方式，从电动机采用カ矩控制方式，然后根据所要模拟测试的风电机组的运行阶段，控制所述主电动机的速度和/或控制所述从电动机的カ矩，从而可以模拟风速和/或风能的变化，达到了模拟不同风速不同载荷对风电机组进行测试的目的，克服了现有技术中不能模拟真实エ况来测试的问题。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本发明实施例一方法所应用的测试平台示意图；图2是本发明实施例一主从电动机カ矩输出关系示意图；图3是本发明实施例一方法的流程图；图4是本发明实施例一中变频器逻辑控制示意图；图5是本发明实施例一测试风电机组变桨调节控制示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一首先介绍ー下本实施例方法所用于的测试平台的基本情況。图I为本发明实施例一方法所应用的测试平台示意图。所述测试平台的驱动端为并联的采取主从控制方式的两台电动机，其中主电动机主要采用速度控制方式，从电动机采用カ矩控制方式；所述测试平台的被测端为待测的风电机组；所述驱动端与所述被测端通过齿轮箱相连，所述齿轮箱为两级并ィ丁、双输入单输出结构。优选的，在本实施例中具体可以采用变频器对驱动端进行控制。參见图I所示，变频器Converter用于对主云力电机Master和从动电机Fol lower进行控制，变频器Converter·和被测试的风电机组Wind Turbine均通过变压器Transformer连接到电网Grid。变频器Converter为交流变频器，包含ー个整流器ARU和两个逆变器(INUl、INU2)，ー拖ニ结构。在驱动端采用两台异步电机并联的方式，显然需满足以下关系PMve > Pcenerator, Pnrive为驱动端最大输出总功率，PGenerator为被测端即风电机组的最大输出功率。被测端即被测试的风电机组，在本实施例中以变速恒频双馈型风机为例。在本实施例中两台并联的电动机作为原动机，输入轴分别哨合在一个齿轮上，属刚性连接，故对两台电动机采取主从控制方式，主电动机Master主要采用速度控制，从电动机Follower采用カ矩控制。图2为主从电动机力矩输出关系示意图。从电动机Follower采用カ矩控制，其力矩输出作为主电动机Master力矩输出的补偿。在图2中，Tf为从动电机输出的カ矩，Tm为主动电机输出的カ矩，Tg为加载在风电机组上的カ矩。则有Tg = {7]n + 'I))x^-xr/其中η为传动效率，N^N2为驱动端与被测端传动比，这里假设主从电动机连接齿轮数一致，N1ZiN2与η均为常数，可见Tg的变化由Tm和Tf決定。參见图3所示,本实施例所述方法包括S301 :获取所要模拟测试的风电机组的运行阶段。与现有技术中只能模拟单一的エ况相比，本实施例的方法可以模拟风电机组的多个运行阶段，如风速从零上升到切入风速的阶段、风速从切入风速继续上升但所述风电机组尚未达到最高转速的阶段、风电机组已达到最高转速但其功率尚未达到额定输出功率的阶段、风电机组已达到额定功率而风能继续增大的阶段，等等。因此在进行模拟测试前，要先获取所要模拟测试的风电机组的运行阶段，在确定了所要模拟测试的风电机组的运行阶段后便可以进行相应的模拟测试了。S302 :根据所要模拟测试的风电机组的运行阶段，控制所述主电动机的速度和/或控制所述从电动机的カ矩，以模拟风速和/或风能的变化实现对所述风电机组的测试。发明人在实现本发明的过程中发现，对风电机组各个运行阶段的测试可以归结为对风速和风能两个參数的模拟。而控制主电动机的速度可以模拟风速，控制从电动机的カ矩可以模拟风能，二者単独或结合使用便可以灵活的模拟风电机组的多个运行阶段，从而实现了本实施例的目的。图4为本实施例中变频器逻辑控制示意图。在测试平台中，令主电动机的速度Vm为给定的參考速度Vltef,再通过主电机编码器反馈信号得出电机实际速度值VAc;t。Vm和VArt的差作为变频器PID的输入。变频器内部进行PID运算后得出相对应的主电动机输出力矩值TM()Ut。Scale为负载分配比例，可由控制系统或控制器规定并传送给变频器相应參数。Tsfout与Scale相乘之后得到从电动机的输出力矩TF()Ut。在本发明其他实施例中，Tsfout和TF()Ut可作为、和Tf直接输出，但是在本实施例中，为了可以实现对变桨的模拟测试，所以优选的，还增设TMadd和TFadd，參见图4所示。TMadd和TFadd分别来自控制系统或控制器的附加カ矩值，它们的值根据试验要求和控制策略决定，并由试验台主控系统传送给变频器，以实现对Tm和Tf的调整。TMadd与Tsfout进行叠加，组成Tm进行输出；TFadd与TF()Ut进行叠加，即根据Tm和Scale计算得到TF()Ut后，TFadd再与TFwt组成Tf输出。则有以下关系公式Tm = TMout+TltladdTf = TFout+TFadd TFout = (TMout+TMadd) XScale驱动端參考速度VKef (Speed Reference)与參考カ矩 T’Kef (Torque Reference)可由BLADED软件算出的不同风况下对应的风速和カ矩。由图2得知
权利要求
1.ー种风电机组的测试方法，其特征在干用于风电机组测试平台；所述测试平台的驱动端为并联的两台电动机；所述测试平台的被测端为待测的风电机组；所述驱动端与所述被测端通过齿轮箱相连，所述齿轮箱为两级并行、双输入单输出结构； 所述方法包括 步骤ー获取所要模拟测试的风电机组的运行阶段； 步骤ニ 根据所要模拟测试的风电机组的运行阶段，分别控制所述两台电动机的速度和/或カ矩，以模拟风速和/或风能的变化实现对所述风电机组的测试。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述两台电动机采取主从控制方式进行控制，其中主电动机主要采用速度控制方式，从电动机采用カ矩控制方式，并且所述步骤ニ具体为根据所要模拟测试的风电机组的运行阶段，分别控制所述主电动机的速度和/或控制所述从电动机的カ矩，以模拟风速和/或风能的变化实现对所述风电机组的测试。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤ニ具体包括 当需要模拟测试风速从零上升到切入风速这一阶段时，控制所述主电动机的转速上升到预设的參考速度值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤ニ具体包括 当需要模拟测试风速从切入风速上升但所述风电机组尚未达到最高转速这ー阶段吋，控制所述主电动机的转速上升，同时控制所述驱动端的负载分配比例上升。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤ニ具体包括 当需要模拟测试所述风电机组已达到最高转速但其功率尚未达到额定输出功率这ー阶段时，控制所述驱动端的负载分配比例上升。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 当需要模拟测试所述风电机组已达到额定功率而风能继续增大这ー阶段时，控制所述主电动机的附加カ矩上升，同时控制所述从电动机的附加カ矩减小。
7.一种风电机组的测试平台，其特征在于，所述平台包括 驱动端包括并联的两台电动机，所述驱动端用于根据接收到的所要模拟测试的风电机组的运行阶段的控制命令，改变所述两台电动机的速度和/或力矩以模拟风速和/或风能的变化实现对待测试风电机组的测试； 齿轮箱用于连接所述驱动端与被测端，为两级并行、双输入单输出结构，其中所述被测端为所述待测试风电机组。
8.根据权利要求7所述的测试平台，其特征在于，所述两个电动机采取主从控制方式进行控制，其中主电动机主要采用速度控制方式，从电动机采用カ矩控制方式，所述驱动端通过改变所述主电动机的速度和/或改变所述从电动机的力矩以实现对风速和/或风能变化的模拟。
全文摘要
本发明实施例公开了一种风电机组的测试方法，包括获取所要模拟测试的风电机组的运行阶段；根据所要模拟测试的风电机组的运行阶段，控制所述主电动机的速度和/或控制所述从电动机的力矩，以模拟风速和/或风能的变化实现对所述风电机组的测试。本发明实施例将驱动端设置为并联的采取主从控制方式的两台电动机，其中主电动机主要采用速度控制方式，从电动机采用力矩控制方式，然后根据所要模拟测试的风电机组的运行阶段，控制所述主电动机的速度和/或控制所述从电动机的力矩，从而可以模拟风速和/或风能的变化，达到了模拟不同风速不同载荷对风电机组进行测试的目的，克服了现有技术中不能模拟真实工况来测试的问题。
文档编号G01R31/34GK102830357SQ20121034303
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者刘征奇, 王兆奎, 辛理夫, 李磊, 李文剑 申请人:华锐风电科技(集团)股份有限公司