风电机组实训系统的制作方法

本技术涉及风电机组模拟设备，具体地涉及一种风电机组实训系统。

背景技术：

1、近年来，风力发电机组的单机容量越来越大，风力发电技术也越来越复杂，这些都无疑加大了风电场运行维护的难度。目前，风电场的运行与维护培训以实际操作为主要实训内容，而实际中不可能因为培训将风电场中的风电机组停机用以实验，在受环境、自然因素、天气条件等影响下，工况测试与故障处理与处置不仅造成风电场发电量的损失，而且还可能因为实训而造成机组的其他意外风险。而目前通常采用的课堂讲授的方法，实际难以让实习工程师或者学员真正掌握风力发电理论和机组运行与维护的相关知识，实训不能达到相关要求。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的是提供一种风电机组实训系统，以解决上述问题。

2、为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种风电机组实训系统，包括：

3、主控系统，以及分别与所述主控系统电连接的变桨系统、风速风况系统、超速模拟系统、偏航模拟系统及变流器功能测试系统；

4、所述风速风况系统用于产生风速信号和风向信号，并将所述风速信号和风向信号发送给所述主控系统，超速模拟系统用于产生模拟风机风轮转速的转速信号，并将所述转速信号发送至所述主控系统；

5、所述主控系统用于依据所述风速信号和风向信号控制所述变桨系统模拟风机叶片的桨距角，依据所述风速信号和风向信号确定对风误差，依据所述对风误差控制所述偏航模拟系统执行对应的偏航动作，以及依据所述转速信号控制所述变流器功能测试系统执行对应的发电并网动作；以及

6、所述主控系统还用于响应于用户的选择指令，控制所述变桨系统执行风机叶片的桨距角模拟操作、控制所述风速风况系统执行风机环境的风速和风向模拟操作、控制所述超速模拟系统执行风机风轮转速模拟操作、控制所述偏航模拟系统执行风机的偏航模拟操作及控制所述变流器功能测试系统执行风机的发电并网模拟操作中的至少一者。

7、可选地，所述系统还包括：

8、齿轮箱模拟平台，所述齿轮箱模拟平台包括油泵电机、散热器、过滤器、空冷风扇、温度传感器、油箱及温控阀；

9、所述温控阀的输入端与所述油箱的输出端连接，所述温控阀的第一输出端与所述油箱的输入端连接，以构成第一回路；

10、所述温控阀的第二输出端与所述过滤器的输入端连接，所述过滤器的输出端与所述散热器的输入端连接，所述散热器的输出端与所述油箱的输入端连接，以构成第二回路，所述空冷风扇用于对所述散热器降温；

11、所述油泵电机用于驱动润滑油在所述第一回路或所述第二回路中循环；

12、所述温度传感器用于采集润滑油的润滑油温度并将采集到的润滑油温度发送至所述主控系统，所述主控系统还用于在所述润滑油温度高于温度阈值时，控制所述温控阀的第一输出端闭合，第二输出端开启，以使得润滑油在所述第二回路中循环；以及

13、在所述润滑油温度不高于所述温度阈值时，控制所述温控阀的第一输出端开启，第二输出端闭合，以使得润滑油在所述第一回路中循环。

14、可选地，所述变桨系统，包括：

15、底座，所述底座上垂直设置有多个底座立柱；

16、与所述底座立柱固定连接的承载板，且所述承载板与所述底座平行设置；

17、固定安装于所述承载板上的变桨电机，以及固定安装于所述底座上的减速机，所述变桨电机的输出轴与所述减速机的输入轴耦合；

18、所述减速机的输出轴上固定连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上设置有滑块，所述滑块内固定连接有丝杠螺母，所述滑块通过丝杠螺母与所述滚珠丝杠螺纹连接，所述滑块上固定安装有刻度指针；

19、固定于所述底座立柱上的刻度尺，所述刻度尺上设置有多个刻度值，所述刻度尺的轴线与所述减速机的输出轴的轴线平行，所述刻度指针用于指示所述刻度尺上的刻度值。

20、可选地，所述变桨系统，还包括：

21、沿所述底座边沿固定设置的线槽，以及至少一个固定连接于任意相邻的底座立柱之间的电缆固定杆；

22、所述电缆固定杆的轴线与所述底座平行。

23、可选地，所述超速模拟系统，包括：

24、控制箱，所述控制箱内固定安装有转盘电机及超速模拟控制器；

25、设置于所述控制箱外的转盘，所述转盘与所述转盘电机的输出轴固定连接，所述转盘上固定安装有多个金属被测件，且多个金属被测件沿所述转盘的周向分布；

26、固定安装于所述控制箱外壁的传感器支架，所述传感器支架上固定安装有电感式传感器，所述电感式传感器用于在检测到所述金属被测件时产生一脉冲信号，所述超速模拟控制器用于接收所述电感式传感器产生的脉冲信号，依据接收到的脉冲信号计算所述转盘的转速，并生成对应的转速信号，以及将所述转速信号发送至所述主控系统。

27、可选地，所述风速风况系统，包括：

28、多个垂直固定于所述控制箱上的固定立柱；

29、多个与固定立柱一一对应的支撑连杆，各支撑连杆的第一端固定连接于与其对应的固定立柱上，各支撑连杆的另一端与任意其他支撑连杆的另一端固定连接，且各支撑连杆的轴线与其对应的固定立柱的轴线垂直；

30、固定连接于任意支撑连杆上的拖动电机及承载支架，所述承载支架上固定安装有风速风向仪，所述拖动电机的输出轴上固定安装有拖动齿轮；

31、固定连接于多个固定立柱上的第一圆环件，所述第一圆环件的圆环径向截面与多个固定立柱垂直，与所述第一圆环件滑动连接的第二圆环件，且所述第二圆环件内接于所述第一圆环件的内壁，所述第二圆环件的内壁上设置有多个轮齿，所述拖动齿轮与所述第二圆环件的轮齿啮合；

32、安装于所述第二圆环件上的出风装置，且所述出风装置与所述风速风向仪对应设置，用于响应于所述主控系统或用户的指令执行对应的出风操作，以使得所述风速风向仪产生对应的风速信号和风向信号。

33、可选地，所述风速风况系统，还包括：

34、多个限位块；

35、所述限位块上设置有与所述第一圆环件匹配的滑槽，

36、并通过所述滑槽与所述第一圆环件滑动连接；

37、所述限位块上还设置有与所述第二圆环件匹配的限位槽，所述第二圆环件通过所述限位槽与所述限位块固定连接；

38、所述出风装置固定安装于任一限位块上。

39、可选地，依据所述对风误差控制所述偏航模拟系统执行对应的偏航动作，包括：

40、若所述对风误差大于对风误差阈值，向所述偏航模拟系统发送偏航控制指令，以控制所述偏航模拟系统执行对应的偏航动作；

41、所述偏航模拟系统，包括：

42、回转支承轴承、支承平台、偏航电机、减速机、液压站、偏航刹车卡钳及偏航控制器；

43、所述偏航电机的输出轴与所述减速机的输入轴连接，所述减速机的输出轴通过驱动齿轮与所述回转支承轴承的外齿圈啮合，所述回转支承轴承用于带动所述支承平台转动；

44、所述液压站用于对所述偏航刹车卡钳进行加压或泄压，以控制所述偏航刹车卡钳对所述回转支承轴承施加制动力或释放制动力；

45、所述偏航控制器用于响应于所述主控系统的偏航控制指令，控制所述液压站对所述偏航刹车卡钳进行泄压，以及控制所述偏航电机驱动所述减速机，通过所述减速机驱动所述回转支承轴承带动所述支承平台转动，直至所述支承轴承的转动角度满足所述偏航控制指令，控制所述液压站对所述偏航刹车卡钳进行加压，以及控制所述偏航电机停止驱动所述减速机。

46、可选地，所述变流器功能测试系统，包括：

47、变流器、变频器、变压器、对拖电机及双馈发电机；

48、所述变频器通过第一断路器及第一接触器与外部电源连接；

49、所述变压器的低压侧通过第二断路器及第二接触器与外部电源及所述变频器连接，所述变压器的高压侧与所述变流器、双馈发电机及对拖电机依次连接；

50、所述变频器通过第三断路器与所述对拖电机连接。

51、可选地，依据所述转速信号控制所述变流器功能测试系统执行对应的发电并网动作，包括：

52、依据所述转速信号生成变频器控制指令，以控制所述变频器控制所述对拖电机按与所述转速信号对应的转速转动，并通过所述对拖电机带动所述双馈发电机转动；以及

53、确定目标发电功率，基于所述目标发电功率生成并网控制指令，向所述变流器发送所述并网控制指令，以通过所述变流器控制所述双馈发电机执行发电并网动作。

54、本技术提供的实施方式具有以下有益效果：

55、本技术提供的实训系统可以通过模拟控制系统进行对风机模型的控制，也可以进行机组触发故障和故障恢复等处理手段的实操培训，同时具有风电机组性能仿真的相关功能，对运维工程师和专业学生的实训的效率和效果的提升有非常明显的指导意义。

56、本技术实施例或实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。