专利名称：负载箱及风机调试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风机调试技术，尤其涉及一种应用于风机在并入电网后的测试和调试中的负载箱及风机调试系统。
背景技术：
随着风机单机容量的不断提高，风机的稳定性和可靠性成为衡量风机质量越来越重要的标准依据，而风机的前期测试和调试是风机后期能稳定运行正常发电的重要保证。一般风机在车间的调试是机组零部件的单独测试或功能的等效测试。如功率加载调试时用同步电机充当原动机，通过联轴器带动风机主轴旋转来模拟现场的叶轮原动，这 样既没考虑到风速的随机性和波动性，也没有考虑机组塔架摆动造成的受力不均匀分布，也没有考虑实际环境的影响因素。因此车间的调试结果和控制参数不能完全作为风机在风电场最终调试结果和控制参数，会为风机后期的安全稳定运行带来隐患。在风机并入电网后，风机的现场调试考虑了当地的环境因素和电网条件，可作为风机后期运行的重要依据。然而在风电场中一些风机并网后没有得到电网调度允许风机不能向电网注入功率。如若使用现有的固定阻值的负载箱，由于风速的不停变化可能会导致风机向电网系统注入大量的功率或者负载箱从电网吸收了大量的功率，风机的调试需要支付向电网中注入功率的罚款或是从电网吸收功率的电费。因此风机的现场调试和测试受到了很大的影响和制约。
实用新型内容本实用新型提供一种负载箱，用于克服现有技术固定阻值负载箱的缺陷，实现负载箱阻值可调，消除了风机单机调试的制约因素。本实用新型提供的负载箱包括外壳和设在该外壳内的多个功率档电阻，每个所述功率档电阻均串联有一个接触器形成一个功率电阻支路，各所述功率电阻支路均并联，所述外壳上设有控制器，所述控制器设有用于通信连接待调试风机控制器的输入端和用于根据输入端获取的信号计算出每个接触器开关状态的输出端，该输出端分别连接各接触器。本实用新型的负载箱通过控制器控制负载箱功率档的接触器来调节负载箱的功率吸收，使得负载箱消耗的功率跟随待调试风机发出的功率，一方面能减少或消除待调试风机向电网系统中注入的功率，另一方面当负载箱吸收功率大于待调试风机发出的功率时，能减少负载箱从电网吸收的功率，使得调试成本降到最低。作为本实施例的进一步地改进，所述功率档电阻为十三个。作为本实施例的优选实施方式，所述负载箱的外壳表面为钢板，该钢板表面喷有防腐涂层。本实用新型还提供一种风机调试系统，用于克服现有技术中利用固定阻值负载箱进行调试的缺陷，实现负载箱功率吸收的可调，使得负载箱消耗的功率跟随风机发出的功率，减少风机向电网系统中注入功率和负载箱从电网吸收功率，使得调试成本降到最低。[0011]本实用新型提供的风机调试系统由负载箱支路和风机支路并联构成，其中，负载箱支路由负载箱、第一断路器、自耦变压器和第二断路器依次串联构成；风机支路由待调试风机、第三断路器、变压器和熔断器依次串联构成；所述负载箱为上述结构的负载箱。本实用新型提供的风机调试系统，负载箱控制器留有和待调试风机控制器相互通信的接口，通过待调试风机控制器得到风机发出的有功功率测量值和风机并网点电压测量值，以风机实际发出的功率作为负载箱控制器的输入信号，通过负载箱控制器计算出每个功率档电阻接触器的开关状态，来控制负载箱中每个功率电阻接触器来跟随风机功率的实时变化，使得负载箱的功率档的组合最接近于风机发出的有功功率。
图I为本实用新型实施例一提供的风机调试系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例二提供的负载箱的结构示意图。
具体实施方式
实施例一本实用新型实施例一提供一种风机调试系统，如图I、图2所示，该调试系统，由负载箱支路I和风机支路2并联构成；负载箱支路I由负载箱10、第一断路器11、自耦变压器13和第二断路器12依次串联构成；风机支路2由待调试风机20、第三断路器21、变压器23和熔断器22依次串联构成；负载箱10包括外壳101和设在该外壳101内的多个功率档电阻102，每个功率档电阻102均串联有一个接触器103形成一个功率电阻支路100，各功率电阻支路100均并联，外壳101上设有控制器104，控制器104设有用于通信连接待调试风机控制器的输入端105和用于根据输入端105获取的信号计算出每个接触器103开关状态的输出端106，该输出端106分别连接各接触器103。负载箱通过控制器104控制负载箱功率档的接触器103来调节负载箱的功率吸收，使得负载箱消耗的功率跟随待调试风机20发出的功率，一方面能减少或消除待调试风机20向电网系统中注入的功率，另一方面当负载箱10吸收功率大于待调试风机20发出的功率时，通过减少负载箱10功率档的投入来减少负载箱额外从电网吸收的功率，使得调试成本降到最低。负载箱的功率因数为I. 0，负载箱10由多个功率档电阻支路100并联组合而成的纯阻性负载，负载箱消耗功率范围可根据待调试风机20容量来确定，功率跟随的精确度依据于最小功率档电阻和对接触器103的寿命要求，冷却方式可采用强制空气对流。负载箱的外壳101采用钢板作为表面材料，所有结构和表面材料均喷有防腐涂层，外壳101拥有足够的机械强度和刚度，可保证在起吊、运输和安装时不会变形或损坏。待调试风机20通过变压器23将风机出口电压升至为并网点电压，负载箱10通过自耦变压器13和待调试风机20并联，第一断路器11、第二断路器12可随时将负载箱10和自耦变压器13切除或接通到电网。由于自耦变压器13变比的灵活性，使得负载箱10可适用于不同电压等级的风电场中单台风机的调试和测试。负载箱控制器104留有和待调试风机20控制器相互通信的接口，通过待调试风机20控制器得到风机发出的有功功率测量值和风机并网点电压测量值，以风机实际发出的功率作为负载箱控制器104的输入信号，通过控制器104计算出每个功率档电阻的接触器103的开关状态，来控制负载箱10中每个功率电阻的接触器103来跟随待调试风机20功率的实时变化，使得负载箱10的功率档的组合最接近于风机发出的有功功率。当风机并网点电压发生变化时会对自耦变压器低压侧负载箱10的功率吸收产生一定的影响，当并网点电压低于额定电压时，负载箱10实际的功率吸收会小于控制器104调节的功率档组合的功率，当并网点电压高于额定电压时，负载箱10实际的功率吸收会大于控制器104调节的功率档组合功率。因此在负载箱控制器104中考虑电压对功率的影响使得负载箱10功率输出更精确，风机向电网系统中注入功率和负载箱10从电网中吸收的功率均为最小值。负载箱10通过自耦变压器13可适用于不同电压等级的风电场风机的调试中。由于负载箱为纯阻性，因此在风机调试时，可让风机发出少许的无功功率来满足变压器23的无功需求，而风机发出的有功功率测量值传输给负载箱控制器104，负载箱控制器104通过控制接触器103来吸收风机发出的有功功率。作为实施例一的具体实施方式
，负载箱10由十三个功率档电阻102构成，(具体每个功率档电阻102特性和负载箱10功率分档情况可根据实情情况制定)，功率档电·阻 102 消耗的功率依次为 P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12、P13，通过控制器104输入端105获取的待调试风机发出的有功功率为S，其中功率档电阻消耗的功率关系为P2=2P1，P3=2P2，P4 = 2P3, P5 = P6 = 2P4, P7 = P8 = P9 = PlO = Pll = P12 =P13=[S- (P1+P2+P3+P4+P5+P6) ]/7 ;负载箱的总负载值 P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12+P13 ^ S，使得负载箱有一定的冗余度。当由于风速湍流而引起的功率波动时，主要是功率值为P1、P2、P3、P4的功率档电阻串联的接触器来调节负载箱的功率吸收；湍流度比较小时，功率值为Pl的功率档电阻串联的接触器动作频率最高；湍流度比较大时，功率值为P4的功率档电阻串联的接触器动作频率最高；若风速发生比较大的变化时，主要由功率值为P5、P6的功率档电阻串联的接触器和功率值为P7 — P13的功率档电阻串联的接触器动作来跟随由于风速变化而引起的风机发出有功功率的变化；风速恒定时，功率值为P5、P6的功率档电阻串联的接触器和功率值为P7—P13功率档电阻串联的接触器动作频率非常小。可以通过设置接触器103的保护时间和功率误差的阈值来延长功率值为P1、P2、P3、P4功率档电阻串联的接触器的使用寿命或减小负载箱吸收的功率相对于风机发出功率的误差。通过负载箱控制系统的对功率档的调节达到调节风机和电网系统之间的能量传输关系，使风机的调试更具经济型和合理性。本实用新型还提供一种负载箱，该负载箱包括外壳101和设在该外壳101内的多个功率档电阻102，每个功率档电阻102均串联有一个接触器103形成一个功率电阻支路100，各功率电阻支路100均并联，外壳101上设有控制器104，控制器104设有用于通信连接待调试风机控制器的输入端105和用于根据输入端105获取的信号计算出每个接触器103开关状态的输出端106，该输出端106分别连接各接触器103。本实用新型提供风机调试系统可包括任意实施例中所述的负载箱。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。·
权利要求1.一种负载箱,该负载箱包括外壳和设在该外壳内的多个功率档电阻，其特征在于，每个所述功率档电阻均串联有一个接触器形成一个功率电阻支路，各所述功率电阻支路均并联，所述外壳上设有控制器，所述控制器设有用于通信连接待调试风机控制器的输入端和用于根据输入端获取的信号计算出每个接触器开关状态的输出端，该输出端分别连接各接触器。
2.根据权利要求I所述的负载箱，其特征在于，所述功率档电阻为十三个。
3.根据权利要求I或2所述的负载箱，其特征在于，所述负载箱的外壳表面为钢板，该钢板表面喷有防腐涂层。
4.一种风机调试系统，由负载箱支路和风机支路并联构成，其特征在于，负载箱支路由负载箱、第一断路器、自耦变压器和第二断路器依次串联构成；风机支路由待调试风机、第三断路器、变压器和熔断器依次串联构成；所述负载箱为权利要求1-3任一所述的负载箱。
专利摘要本实用新型公开了一种负载箱及风机调试系统，该负载箱包括外壳和设在该外壳内的多个功率档电阻，每个所述功率档电阻均串联有一个接触器形成一个功率电阻支路，各所述功率电阻支路均并联，外壳上设有控制器，所述控制器设有用于通信连接待调试风机控制器的输入端和用于根据输入端获取的信号计算出每个接触器开关状态的输出端，该输出端分别连接各接触器。本实用新型通过控制器控制负载箱功率档的接触器来调节负载箱的功率吸收，使得负载箱消耗的功率跟随待调试风机发出的功率，一方面能减少或消除待调试风机向电网系统中注入的功率，另一方面当负载箱吸收功率大于待调试风机发出的功率时，能减少负载箱从电网吸收的功率，使得调试成本降到最低。
文档编号G01R1/28GK202748391SQ201220318689
公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者刘小勇, 刘先正, 杨松, 辛理夫, 杨明明 申请人:华锐风电科技(集团)股份有限公司