风机调试设备、移动式调试系统及风机调试系统

摘要

本发明公开了一种风机调试设备、移动式调试系统及风机调试系统，以使风力发电机组在无外电网的情况下实现动态调试。该风机调试设备包括调试控制柜和依次连接的燃油发动机、第一泵体、液压马达、同步发电装置及负载装置，所述燃油发动机、所述第一泵体、所述液压马达、所述同步发电装置及所述负载装置均与所述调试控制柜连接，所述调试控制柜用于与待调试的风电机组的风机控制柜连接。

说明书

技术领域

本发明涉及调试技术领域，特别涉及一种风机调试设备、移动式调试系统及风机调试系统。

背景技术

风力发电机组在投入使用之前需对其进行静态调试和动态调试，以检测风力发电机组中各功能部件的性能状况。具体地，静态调试指风力发电机组由外部供电以实现风力发电机组内部诸如变桨、偏航、主控系统等机电设备的动作调试；动态调试指风力发电机组在连接稳定电网的前提下，根据实际风速情况自动实现偏航、变桨、起机并网、功率调节、停机、刹车等动态功能的调试。其中，稳定的电网指并网型风力发电机组并网变流器所需的锁相参考电源参数(包括电压幅值、频率及波形)，风电机组在并网后同时将风能转化为电压幅值、频率和波形与参考电源参数相同的电能，并将该电能输送至电网。

由此可见，现有并网型发电机组在进行静态调试和动态调试时，均需要外部供电。而实际上，风力发电场的建设要求尽快缩短工期以节约资金，尽早利用风能获得电收益，因此，在风力发电机组的外部电网未建设完成的前提下，如何实现风力发电机组的静态调试和动态调试是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风机调试设备，以使风力发电机组在无外电网的情况下实现动态调试。

本发明提供一种风机调试设备，所述风机调试设备包括调试控制柜和依次连接的燃油发动机、第一泵体、液压马达、同步发电装置及负载装置，所述燃油发动机、所述第一泵体、所述液压马达、所述同步发电装置及所述负载装置均与所述调试控制柜连接，所述调试控制柜用于与待调试的风电机组的风机控制柜连接。

进一步地，还包括与所述调试控制柜连接的缓冲装置，所述第一泵体和所述液压马达分别与所述缓冲装置连接。

进一步地，还包括异步发电装置和第二泵体，所述异步发电装置、所述第二泵体及所述液压马达依次连接，所述异步发电装置和所述第二泵体均与所述调试控制柜连接，所述异步发电装置与所述负载装置连接；

当风电机组进入动态调试状态时，所述调试控制柜能够控制所述异步发电装置启动进而控制所述第一泵体与所述第二泵体并联驱动所述液压马达；当风电机组的动态调试状态稳定时，所述调试控制柜能够控制所述燃油发动机关闭进而控制所述第一泵体停止工作。

进一步地，所述第二泵体与所述缓冲装置连接。

进一步地，所述缓冲装置为蓄能器或溢流阀。

进一步地，所述缓冲装置包括蓄能器和溢流阀，所述第一泵体、所述第二泵体和所述液压马达均与所述蓄能器连接；所述第一泵体、所述第二泵体和所述液压马达均与所述溢流阀连接。

进一步地，所述异步发电装置为鼠笼电机。

进一步地，所述燃油发动机为柴油发动机。

使用本发明提供的风机调试设备时，使该风机调试设备的调试控制柜与发电机组的风机控制柜连接，对风力发电机组进行动态调试时，启动燃油发动机，该燃油发动机依次驱动第一泵体、马达及同步发电装置进行运转，同步发电装置发电并依次通过调试控制柜和风机控制柜向发电机组内的动态负载部件供电，使发电机组中的各个动态负载部件处于工作状态；同步发电装置向风力发电机组提供持续稳定的供电，风电机组的叶片带载工作，即风电机组处于发电状态，风电机组发出的电能经过短时波动后与同步发电装置发出的电能合并后成功给整个系统供电，风电机组根据实际风速情况自动实现偏航、变桨、起机并网、功率调节、停机、刹车等动态功能的调试，由于整个风电调试系统发出的电能没有电网外输，多余的发电量通过调试设备中的负载装置消耗，以保证调试设备与风电机组组成的整个新系统中的电能处于平衡状态，如此调试设备能够获得风电机组处于动态调试状态时各动态负载部件的性能参数及风场中风资源的有关数据。

因此，本发明提供的风机调试设备，其利用燃油发动机作为能量来源，使风电机组发出的电能经过短时波动后与同步发电装置发出的电能合并后成功给整个系统供电，多余的发电量通过调试设备中的负载装置消耗，以保证调试设备与风电机组组成的整个新系统中的电能处于平衡状态，进而使调试设备能够获得风电机组处于动态调试状态时各动态负载部件的性能参数及风场中风资源的有关数据，亦即，使得风电机组在外电网未建设完成之前或没有外电网的情况下实现动态调试。

本发明的另一目的还在于提供一种移动式调试系统，该移动式调试系统包括移动车及如上所述的风机调试设备，所述调试设备集成在所述移动车上。

上述移动式调试系统相比于现有技术的有益效果，与上述风机调试设备相比于现有技术的有益效果相同，此处不再赘述。

本发明的另一目的还在于提供一种风机调试系统，该风机调试系统包括具有风机控制柜的风电机组及如上所述的风机调试设备，所述风机调试设备的所述调试控制柜与所述风电机组的所述风机控制柜连接。

上述风机调试系统相比于现有技术的有益效果，与上述风机调试设备相比于现有技术的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的风机调试设备的原理图一；

图2是根据本发明实施例的风机调试设备的原理图二；

图3是根据本发明实施例的移动式调试系统的示意图一；

图4是根据本发明实施例的移动式调试系统的示意图二；

图5是根据本发明实施例的风机调试系统的示意图。

图中：

1－燃油发动机； 2－第一泵体；

3－液压马达； 4－同步发电装置；

5－负载装置； 6－异步发电装置；

7－第二泵体； 8－调试控制柜；

9－移动车。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是根据本发明实施例的风机调试设备的原理图一，图2是根据本发明实施例的风机调试设备的原理图二，请参阅图1和图2，本发明实施例提供的风机调试设备包括调试控制柜和依次连接的燃油发动机、第一泵体、液压马达、同步发电装置及负载装置，所述燃油发动机、所述第一泵体、所述液压马达、所述同步发电装置及所述负载装置均与所述调试控制柜连接，所述调试控制柜用于与待调试的风电机组的风机控制柜连接。

使用本发明提供的风机调试设备时，使该风机调试设备的调试控制柜与发电机组的风机控制柜连接，对风力发电机组进行动态调试时，启动燃油发动机，该燃油发动机依次驱动第一泵体、马达及同步发电装置进行运转，同步发电装置发电并依次通过调试控制柜和风机控制柜向发电机组内的动态负载部件供电，使发电机组中的各个动态负载部件处于工作状态；同步发电装置向风力发电机组提供持续稳定的供电，风电机组的叶片带载工作，即风电机组处于发电状态，风电机组发出的电能经过短时波动后与同步发电装置发出的电能合并后成功给整个系统供电，风电机组根据实际风速情况自动实现偏航、变桨、起机并网、功率调节、停机、刹车等动态功能的调试，由于整个风电调试系统发出的电能没有电网外输，多余的发电量通过调试设备中的负载装置消耗，以保证调试设备与风电机组组成的整个新系统中的电能处于平衡状态，如此调试设备能够获得风电机组处于动态调试状态时各动态负载部件的性能参数及风场中风资源的有关数据。

因此，本发明提供的风机调试设备，其利用燃油发动机作为能量来源，使风电机组发出的电能经过短时波动后与同步发电装置发出的电能合并后成功给整个系统供电，多余的发电量通过调试设备中的负载装置消耗，以保证调试设备与风电机组组成的整个新系统中的电能处于平衡状态，进而使调试设备能够获得风电机组处于动态调试状态时各动态负载部件的性能参数及风场中风资源的有关数据，亦即，使得风电机组在外电网未建设完成之前或没有外电网的情况下实现动态调试。

利用上述风力调试设备对风力发电机组进行静态调试时，启动燃油发动机，该燃油发动机依次驱动第一泵体、马达及同步发电装置进行运转，同步发电装置运转并向发电机组内的静态负载供电，实现偏航、变桨、主控内所有机电设备的动作调试。

具体地，负载装置用于消耗风电机组进行动态调试时所产生的电能；燃油发动机、第一泵体、液压马达、同步发电装置共同构成燃油发电机组，该燃油发电机组用于为风电机组中的各功能部件提供电能，并为风电机组提供电压幅值、频率及波形的参考；调试控制柜用于实现风电机组与调试设备之间的统一动作。

进一步地，本实施例提供的风机调试设备还包括与所述调试控制柜连接的缓冲装置，所述第一泵体和所述液压马达分别与所述缓冲装置连接，该缓冲装置优选为液压式缓冲装置，用于缓冲风电机组动态调试时发出的电能与同步发电装置发出的电能合并时产生的冲击，以保护整个风机调试设备。

优选地，所述缓冲装置为蓄能器或溢流阀。

或者，所述缓冲装置包括蓄能器和溢流阀，所述第一泵体、所述第二泵体和所述液压马达均与所述蓄能器连接；所述第一泵体、所述第二泵体和所述液压马达均与所述溢流阀连接。

一般地，风电机组的动态调试过程中，风能的大小和方向不间断地变化，本实施例提供的风机调试设备，一方面，通过调试控制柜控制负载装置的功率大小以实现对动态调试过程的稳态调节，以保证调试设备与风电机组组成的整个新系统中的电能处于平衡状态；另一方面，通过蓄能器或/和溢流阀提高波动时的动态响应，同时通过调试控制柜统一控制各可控变量机构，减小整个风机调试系统的冲击，实现风力发电机组全功率范围内的动态加载调试。

进一步地，上述风机调试设备还包括异步发电装置和第二泵体，所述异步发电装置、所述第二泵体及所述液压马达依次连接，所述异步发电装置和所述第二泵体均与所述调试控制柜连接，所述异步发电装置与所述负载装置连接；当风电机组进入动态调试状态时，所述调试控制柜能够控制所述异步发电装置启动进而控制所述第一泵体与所述第二泵体并联驱动所述液压马达；当风电机组的动态调试状态稳定时，所述调试控制柜能够控制所述燃油发动机关闭进而控制所述第一泵体停止工作。

具体地，使上述风机调试设备的调试控制柜与发电机组的风机控制柜连接，对风力发电机组进行动态调试时，启动燃油发动机，该燃油发动机依次驱动第一泵体、马达及同步发电装置进行运转，同步发电装置发电并依次通过调试控制柜和风机控制柜向发电机组内的动态负载部件供电，使发电机组中的各个动态负载部件处于工作状态。此时，风电机组刚进入动态调试的状态，调试控制柜控制异步发电装置启动进而控制第一泵体与第二泵体并联驱动液压马达，亦即，异步发电装置开始工作，同步发电装置向风力发电机组提供持续稳定的供电，风电机组的叶片带载工作，即风电机组处于发电状态，当风电机组的动态调试状态稳定时，调试控制柜能控制燃油发动机关闭进而控制第一泵体停止工作。此时，仅由异步发电装置、第二泵体、液压马达及同步发电装置共同构成的发电机组为风电机组提供电能，从而保证调试设备耗油量最小。

风电机组发出的电能经过短时波动后与同步发电装置发出的电能合并后成功给整个系统供电，风电机组根据实际风速情况自动实现偏航、变桨、起机并网、功率调节、停机、刹车等动态功能的调试，由于整个风电调试系统发出的电能没有电网外输，多余的发电量通过调试设备中的负载装置消耗，以保证调试设备与风电机组组成的整个新系统中的电能处于平衡状态，如此调试设备能够获得风电机组处于动态调试状态时各动态负载部件的性能参数及风场中风资源的有关数据。

进一步地，所述第二泵体与所述缓冲装置连接，以进一步缓冲风电机组动态调试时发出的电能与同步发电装置发出的电能合并时产生的冲击，进而保护整个风机调试设备。

进一步地，上述燃油发动机与第一泵体机械连接，异步发电装置与第二泵体机械连接，同步发电装置与液压马达机械连接，第一泵体、第二泵体、液压马达及缓冲装置之间存在液压管路连接，以使缓冲性能更佳。

优选地，所述异步发电装置为鼠笼电机，所述燃油发动机为柴油发动机。

图3是根据本发明实施例的移动式调试系统的示意图一，图4是根据本发明实施例的移动式调试系统的示意图二，请参阅图3和图4，本实施例的另一目的还在于提供一种移动式调试系统，该移动式调试系统包括移动车9及如上所述的风机调试设备，所述调试设备集成在所述移动车9上。具体如图所示，风机调试设备包括调试控制柜8、异步发电装置6、第二泵体7及依次连接的燃油发动机1、第一泵体2、液压马达3、同步发电装置4及负载装置5，所述燃油发动机1、所述第一泵体2、所述液压马达3、所述同步发电装置4及所述负载装置5均与所述调试控制柜8连接，所述调试控制柜8用于与待调试的风电机组的风机控制柜连接，所述异步发电装置6、所述第二泵体7及所述液压马达3依次连接，所述异步发电装置6和所述第二泵体7均与所述调试控制柜8连接，所述异步发电装置6与所述负载装置5连接.

上述移动式调试系统相比于现有技术的有益效果，与上述风机调试设备相比于现有技术的有益效果相同，此处不再赘述。

图5是根据本发明实施例的风机调试系统的示意图，请参阅图5，本实施例的另一目的还在于提供一种风机调试系统，该风机调试系统包括具有风机控制柜的风电机组及如上所述的风机调试设备，所述风机调试设备的所述调试控制柜与所述风电机组的所述风机控制柜连接。

上述风机调试系统相比于现有技术的有益效果，与上述风机调试设备相比于现有技术的有益效果相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。