专利汇可以提供应用于风力发电的主控程序仿真测试系统及其方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种应用于 风 力 发电的主控程序仿真测试系统及其方法,其包含风场运行PLC系统和仿真 算法 PLC系统,风场运行PLC系统包含风场运行程序模 块 和与其通信连接的第一 数据处理 模块;仿真算法PLC系统设有仿真算法处理模块和与其通信连接的第二数据处理模块,仿真算法处理模块包含储存三维空间风速风向数据的风速风向模块、 气动 模型模块和部件模型模块,仿真结果模块接收仿真算法PLC系统的输出数据;仿真算法PLC系统与风场运行PLC系统通信连接进行数据交换。本发明通过三维空间的仿真风速风向输入,准确 模拟现实 风况;建立准确的部件模型,仿真出高 精度 的数据,可验证各种算法的真实效果,其还包含温升模型,能提供加热冷却控制策略仿真。,下面是应用于风力发电的主控程序仿真测试系统及其方法专利的具体信息内容。
1.一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,其包含:
风场运行PLC系统,其包含控制仿真测试运行的风场运行程序模块和处理所述风场运行程序模块产生的数据的第一数据处理模块;所述风场运行程序模块与第一数据处理模块通信连接;
与所述风场运行PLC系统连接的仿真算法PLC系统,所述仿真算法PLC系统导入风场不同工况的三维空间风速风向数据并将其传送至风场运行PLC系统的风场运行程序模块;仿真算法PLC系统设有根据风速风向数据、风场运行程序模块的需求进行仿真测试的仿真算法处理模块和分析处理所述仿真算法处理模块输出的仿真数据的第二数据处理模块;所述仿真算法处理模块与所述第二数据处理模块通信连接;所述仿真算法处理模块包含依次连接的储存有三维空间风速风向数据的风速风向模块、将风速风向数据转换成机械运动数据的气动模型模块和根据气动模型仿真运行的数据及风场运行程序模块的需求进行仿真运行的部件模型模块;仿真算法PLC系统将仿真结果数据输出给与其连接的仿真结果模块;
其中,风速风向满足运行条件时,风场运行程序模块中的任一部件模型的控制策略运行,部件模型的控制策略根据仿真算法处理模块中的部件模型产生的实时仿真数据或仿真算法处理模块中的气动模型产生的数据进行相应地调整,且根据部件模型控制策略给定目标数据;部件模型仿真运行生成部件模型的实时仿真数据并传送至风场运行PLC系统的部件模型控制策略;气动模型模块根据给定的风速风向、目标数据、部件模型的实时仿真数据进行仿真运行得到气动模型的实时仿真数据且被传送至风场运行PLC系统的部件模型控制策略;风场运行PLC系统的第一数据处理模块将仿真算法PLC系统的部件模型模块反馈的气动模型的实时仿真数据、部件模型的实时仿真数据与各自对应的目标数据进行比较,并在误差位于允许范围内及响应时间满足要求时,将仿真数据发送至第二数据处理模块进行分析处理。
2.如权利要求1所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,所述风速风向模块中的风速风向数据为风场实测或模拟的三维空间数据;
所述气动模型模块的气动模型为风机叶片模型;
所述部件模型模块的部件模型还包含风机变桨系统、主轴承系统、齿轮箱系统、发电机系统、塔筒系统、变流器系统、主控控制柜系统、冷却润滑系统、电气模型和温升模型。
3.如权利要求2所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,风速风向、气动模型和部件模型均是基于2兆瓦、80米高塔筒、93米直径风轮的风电机组确定的。
4.如权利要求2所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,所述仿真算法PLC系统以风速风向和所述风场运行程序模块中的风场运行程序需求为输入,通过气动模型,将风速风向的数据转换成机械传动数据,部件模型根据气动模型的数据及风场运行程序的需求进行仿真运行,形成机械传动数据,或电气数据或温度数据。
5.如权利要求1所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,所述风场运行PLC系统和所述仿真算法PLC系统通过ADS及各自扩展模块硬接线通讯连接。
6.如权利要求1所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,所述风场运行PLC系统通过ADS通讯方式与第一触摸屏连接;
由所述风场运行程序模块产生的数据,其被传送至第一数据处理模块,并经所述第一数据处理模块处理,被发送并显示在所述第一触摸屏;
在所述第一触摸屏上输入设定运行参数的操作指令,其经过所述第一数据处理模块后,并作用于所述风场运行程序模块,来设定风场运行PLC系统的运行参数。
7.如权利要求1所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,所述仿真算法PLC系统通过ADS通讯方式与第二触摸屏连接;
由所述仿真算法处理模块输出的仿真数据或仿真进程,其被传送至第二数据处理模块,并经所述第二数据处理模块处理,被发送并显示在所述第二触摸屏,并存储在所述仿真结果模块;
在所述第二触摸屏上输入仿真控制指令,其经过所述第二数据处理模块后,作用于所述仿真算法处理模块,进行仿真运行。
8.一种采用如权利要求1-7任意一项所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统的仿真测试方法,其特征在于,该仿真测试方法的步骤为:
S1、在仿真算法PLC系统中导入现场不同工况的实测风速风向数据或仿真数据,通过ADS通讯被传送给风场运行PLC系统的风场运行程序模块,进行步骤S2;同时,根据所述实测风速风向数据,进行步骤S6;
S2、在风场运行PLC系统的风场运行程序模块中给定风机启机命令;
S3、风速风向满足运行条件,风场运行程序模块中的任一部件模型的控制策略运行;该控制策略会根据仿真算法PLC系统的仿真算法处理模块中的部件模型产生的实时仿真数据或仿真算法处理模块中的气动模型产生的数据进行相应地调整;其中,若风速风向不满足运行条件,跳转至步骤S2;
S4、根据部件模型控制策略,给定目标数据,所给定的该目标数据通过ADS通讯传送给仿真算法PLC系统的部件模型模块,该部件模型模块中对应的部件模型仿真运行;
S5、部件模型仿真运行,生成部件模型的实时仿真数据,继续进行步骤S6;同时,该部件模型的实时仿真数据可通过ADS通讯传送给风场运行PLC系统的部件模型控制策略,跳转到步骤S3;
S6、气动模型仿真运行:气动模型模块根据给定的风速风向、目标数据、部件模型的实时仿真数据,气动模型进行仿真运行;
S7:产生了气动模型的实时仿真数据,进行步骤S8;同时,所述气动模型的实时仿真数据通过ADS通信被传送至风场运行PLC系统的部件模型控制策略,使部件模型控制策略可实时地进行调整;
S8、风场运行PLC系统的第一数据处理模块将仿真算法PLC系统的部件模型模块反馈的气动模型的实时仿真数据、部件模型的实时仿真数据与其各自对应的目标数据进行比较,并判断误差是否在允许范围内以及响应时间是否满足要求;(a)若误差在允许范围内且响应时间满足要求,将该仿真结果通过ADS通讯传送到仿真算法PLC系统的第二数据处理模块,进行分析处理;(b)若误差不在允许范围内或响应时间不满足要求,该部件模型的策略参数需要调整,跳转到步骤S2,进行迭代仿真测试,直至仿真结果与目标数据的误差在允许范围内且响应时间满足要求;
S9、测试结束,形成测试报告。
9.如权利要求8所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,任一部件模型控制策略为变桨控制策略;
部件模型的实时仿真数据为实时桨距角数据,气动模型的实时仿真数据为实时转速,目标数据包含目标桨距角数据和目标转速数据。
10.如权利要求8所述的一种应用于风电发电的主控程序仿真测试系统,其特征在于,部件模型模块中的温升模型的控制策略为:
发电机温升模型进行仿真运行,运行出温度数据,发电机温升模型输出发电机温度;
发电机冷却控制逻辑或发电机加热控制逻辑对输出的发电机温度与目标运行范围进行比较判断:若温度超过目标运行范围,则实施冷却动作;若温度低于目标运行范围,则实施加热动作;
冷却后或加热后,将执行结果反馈给发电机温升模型。
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