一种便携式风电机组部件性能测试装置的制作方法

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种便携式风电机组部件性能测试装置。

背景技术：

目前风电行业对整机各部件的选型及性能检测，主要是依靠各部件供应商提供的检测方案及推荐的检测设备。对于风电机组的电气部件性能、通讯及故障响应，由于涉及到各个部件之间的关系，需要在机组设计之初，就预先规划并统计好各种类型的检测需求及相关指标，通过主控系统统一协调各部件的通讯、信息反馈等。对于零部件性能的测试，只能根据供应商厂房的大型测试设备完成，而现场测试时的小型设备往往是供应商推荐或生产的，对使用方需求的针对性不强，且价格较为昂贵。

如今，工厂测试报告作为风电机组各类设备选型的重要依据之一，其生成的来源是利用工厂的大型测试平台对其设备进行测试，采集数据，再由人工分析并撰写测试报告。

传统测试中的缺陷可以归纳为如下两点。第一，测试平台多样化；同类设备的测试平台因厂家不同而异，因此测试结果的评定方法不能统一，测试平台对测试结果的影响程度无法判断，而且由于工厂测试平台体型大，不便于携带，所以无法实现对不同制造商的产品经同一测试平台完成测试。第二，测试人员主观影响；在传统测试中，测试报告是由技术人员对测试数据分析后完成的，而性能指标的计算因人而异，因此导致测试报告并非是按照统一计算标准完成，无法对比设备性能。

由此可见，上述现有的测试装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种便于携带、通用性强、易于操作和便于比对分析的新的风电机组部件性能测试装置，成为当前业界极需改进的目标。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种便于携带、通用性强、易于操作、结果便于比对分析的便携式风电机组部件性能测试装置，从而克服现有测试装置体积大、价格高、移动不便，多样化难以统一，且测试结果主观性强，不易比较判断的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种便携式风电机组部件性能测试装置，包括基础平台，所述基础平台上安装有电源模块、CPU模块以及通讯模块；所述通讯模块，与所述CPU模块连接，用于与待测风电机组部件之间建立通讯连接，以获取待测风电机组部件的性能数据；所述CPU模块，用于与上位机连接，下载针对待测风电机组部件的测试程序，并根据待测风电机组部件的性能数据对该风电机组部件状态进行监测，再将监测结果上传给上位机；所述电源模块为所述CPU模块、通讯模块供电。

作为进一步地改进，所述基础平台上还安装有与所述CPU模块连接的一个或多个I/O模块。

所述CPU模块和通讯模块由电源模块通过所述基础平台供电；所述I/O模块由电源模块通过所述基础平台供电或者直接由所述电源模块供电。

所述基础平台采用具有机械安装接口和电气连接接口的背板。

所述通讯模块上设置有通讯接口，所述通讯模块通过所述通讯接口与待测风电机组部件之间建立通讯连接。

所述通讯接口为CANopen接口或Profibus接口。

所述CPU模块上设置有网络接口，所述CPU模块通过所述网络接口与上位机连接。

所述电源模块上设置有电源接口，用于将所述电源模块与外部电源连接。

所述电源模块输入为100～690VAC，输出为0～48VDC。

所述CPU模块采用PLC或单片机。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型的测试装置体积小，便于携带，且通用性强，适用于多种风电机组部件的性能测试。

(2)本实用新型的测试装置配置灵活，可根据需要增减I/O模块，以满足不同部件的测试需求。

(3)本实用新型的测试装置可以实现智能化测试，实现自动分析测试结果并生成测试报告，按照统一计算标准完成，可对比测试设备性能。

附图说明

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。

图1是本实用新型的便携式风电机组部件性能测试装置的逻辑结构示意图。

图2是本实用新型的便携式风电机组部件性能测试装置使用时的测试方案流程图。

具体实施方式

本实用新型提供一种可实现风电机组部件性能状态测试的装置，具有易携带、测试过程易操作和测试报告智能生成的功能。

具体地，请参阅图1所示，本实用新型的一种便携式风电机组部件性能测试装置，主要包括电源模块、CPU模块、通讯模块、输入输出模块(I/O模块)及基础平台几大部分，其中：

电源模块：为测试装置的其它模块供电，是带有手动开关装置的电力电子器件，可通过标准机械接口安装在基础平台上；其输入为100～690VAC，输出为0～48VDC。

CPU模块：测试装置的核心控制部分，通过RJ45与上位机相连，实现测试程序的下载及测试部件状态上传。根据测试部件的需求可以选择PLC或者单片机。

通讯模块：安装在基础平台上，通过风电机组控制系统中的通讯模块或待测部件直接与测试装置中的通讯模块连接，为测试部件与测试装置之间信息传递提供通道。根据测试部件与主控制系统之间的通讯方式可以选择CANopen、Profibus等通讯接口。

I/O模块：用于信号的输入输出达到监测部件状态的目的，根据需要采集的点数增减I/O模块数量，可以是一个或多个，安装在基础平台上。I/O模块与CPU模块连接，两者通过软件配置。I/O模块的供电方式可以是通过电源模块单独供电，也可以是由电源模块通过基础平台供电，多个I/O模块也可以部分通过电源模块单独供电，部分由电源模块通过基础平台供电。

基础平台：主要是用于为上述通讯模块、CPU、I/O模块提供通用的机械安装接口和电气连接接口。具体地，所述基础平台可以选用背板，背板根据CPU模块的选择会有差异。例如，以BACHMANN PLC为例，当CPU模块选择采用MX213时，基础平台可选择采用BS204的背板。

本实用新型的测试装置是在基础平台上安装上述通讯模块、CPU模块、I/O模块等，根据基础平台的结构实现各个模块之间的硬件连接关系。其中，电源模块是可以独立于基础平台的，具体可单独引线连接到需要单独供电的模块，也可以是电源模块通过基础平台为一些非单独供电的模块供电。作为一种示例，本实用新型测试装置的CPU模块和通讯模块可由电源模块通过背板供电，所述I/O模块可同样由电源模块通过背板供电或者直接由所述电源模块单独供电，具体可根据I/O模块数量及基础平台布局具体配置。

此外，所述电源模块上设置有电源接口，作为电源模块的输入，用于将所述电源模块与外部电源连接，从而为测试装置供电。

所述通讯模块上设置有通讯接口，所述通讯模块通过所述通讯接口与待测风电机组部件之间建立通讯连接。所述通讯接口可以是CANopen接口或Profibus接口。使用时，利用通讯线将待测部件或其所在的风电机组控制系统的通讯模块与本测试装置的通讯模块连接起来，从而实现本测试装置与待测风电机组部件之间建立通讯连接。

所述CPU模块上设置有网络接口，用于实现CPU模块与上位机连接，以下载测试程序以及上传监测数据到上位机等。

本实用新型的测试装置实际应用时，针对待测风电机组部件的测试程序经PC机下载到该测试装置的CPU模块中，包括测试程序、数据分析程序和报告生成程序。对于不同的测试部件，测试程序中的输入信号、数据分析算法、参数设定等方面均有不同。其中性能指标的初始预设值，是根据行业标准和实际运行情况而设定。

数据分析算法，对测试数据分析处理计算得到性能指标，并将其与初始预设值对比，如果满足设定要求，则进入对初始预设值的优化，提高对设备的要求，重复进行上述分析；如果不能满足设定要求，则将该设备淘汰，不予使用。

完成数据分析后，该测试装置自动生成测试报告，包括测试部件型号、性能指标预设值、性能指标实际测算值以及对测试部件初步评估结论等内容。

请配合参阅图2所示，以下以应用本实用新型的测试装置对变桨系统性能测试为例，测试方案具体实施如下：

准备：本实用新型的便携式风电机组部件性能测试装置、变桨控制柜及变桨电机、负载电机、PC、通讯线、网线等附件。

测试内容：以不同参数下的正弦信号、阶跃信号和加速度信号分别作为输入，观察并记录相关性能指标。性能指标主要包括延时时间、上升时间、调节时间、超调量、稳态误差、幅值衰减度和相位滞后量。

执行过程：首先为便携式测试装置供电，然后连接网线以及测试装置和变桨控制系统之间的通讯线。实现实时通讯，以完成程序下载和数据上传。根据测试内容只需通过点击上位机显示界面中设定的测试按钮即可完成测试。

测试报告：测试完成后，即可生成测试报告。该报告是根据性能指标的预设值和实验值分析生成，以预设值为基准，判定设备能否满足需求；如果设备满足预设要求，则系统会依据实验值，判定其满足的性能指标范围而得到更加精准的预设值，并建议选择低于此配置的系统进而降低成本。

综上所述，本实用新型的便携式风电机组部件性能测试装置，将现有测试平台在体积和智能性方面进行改进，具有便于携带，通用性强，易于操作的优点，同时，测试结果便于比对分析，解决了由于传统测试平台的多样性、测试标准的不统一性及测试结论的主观性而导致无法客观对比不同厂家设备性能的问题，将测试设备测试结果分析集于一体，简化了测试的执行和分析过程，提高测试效率，并使测试装置具有更加广泛的适用性。

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。