本發(fā)明涉及發(fā)電領(lǐng)域，具體地，涉及一種發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

并網(wǎng)型的風(fēng)力發(fā)電機組在正式并網(wǎng)發(fā)電前，需進(jìn)行發(fā)電前的靜態(tài)調(diào)試，以及發(fā)電過程的動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試指的是風(fēng)力發(fā)電機組通電，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機組內(nèi)部諸如變槳、偏航以及主控系統(tǒng)等機電設(shè)備的動作調(diào)試。動態(tài)調(diào)試指的是風(fēng)力發(fā)電機在可以連接穩(wěn)定電網(wǎng)的前提下，根據(jù)風(fēng)速，自動實現(xiàn)變槳、偏航、起機并網(wǎng)、功率調(diào)節(jié)、停機、剎車等動態(tài)功能的調(diào)試。其中，穩(wěn)定電網(wǎng)是指風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)變流器所需的鎖相參考電源(通常包括電壓幅值、相位、頻率及波形)。風(fēng)力發(fā)電機組在并網(wǎng)后將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電壓幅值、相位、頻率和波形與參考電源相同的電能。

現(xiàn)有技術(shù)中對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行動態(tài)調(diào)試的過程往往通過箱式變電站供電，通過電池供電或采用互補發(fā)電。箱式變電站供電需等升壓站、集電線路以及箱式變電站建設(shè)及調(diào)試完畢后才能進(jìn)行，延長了建設(shè)周期，不能使風(fēng)力發(fā)電機組盡快投入使用。若采用電池供電，如在名稱為“一種用于風(fēng)場機組調(diào)試的電池供電設(shè)備”的專利CN201220266308中所使用的，其首次使用存在問題，并且無法滿足兆瓦級的風(fēng)力發(fā)電機組的滿載或極限工況測試。在采用互補發(fā)電的情況下，一般的柴油發(fā)電機無法滿足兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組的動態(tài)調(diào)試，實用性較低。

由此可見，并網(wǎng)型的兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組的動態(tài)調(diào)試過程中，有兩個問題需要解決：為風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)變流器提供參考電網(wǎng)；對風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行處理?，F(xiàn)有的做法往往是采用兆瓦級的柴油發(fā)電機組提供兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組動態(tài)調(diào)試過程中所需的參考電網(wǎng)，以及通過兆瓦級的負(fù)載測試箱將風(fēng)力發(fā)電機組在動態(tài)調(diào)試過程中轉(zhuǎn)化的電能消耗掉。然而，兆瓦級的柴油發(fā)電機組體積較大、造價昂貴以及移動性較差，不便對兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組特別是野外環(huán)境下的兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行動態(tài)調(diào)試，并且需要消耗大量的柴油，使用成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)及方法，以改善現(xiàn)有技術(shù)中在對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行動態(tài)調(diào)試時對柴油發(fā)電機的要求過高的問題，并且大幅降低使用成本。

為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)，應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機組。所述發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)包括控制器以及與所述控制器連接的靜態(tài)調(diào)試電路和動態(tài)調(diào)試電路。所述靜態(tài)調(diào)試電路中包括有柴油發(fā)電機，所述動態(tài)調(diào)試電路包括參考電源供應(yīng)部和電能消耗部。其中，在靜態(tài)調(diào)試模式下，所述控制器控制所述靜態(tài)調(diào)試電路工作，以通過所述柴油發(fā)電機發(fā)電為所述風(fēng)力發(fā)電機組的靜態(tài)調(diào)試供電。在動態(tài)調(diào)試模式下，所述控制器控制從所述靜態(tài)調(diào)試電路工作切換至所述動態(tài)調(diào)試電路工作，以通過所述參考電源供應(yīng)部為所述風(fēng)力發(fā)電機組的動態(tài)調(diào)試提供參考電源，并通過所述電能消耗部消耗所述風(fēng)力發(fā)電機組在所述動態(tài)調(diào)試期間產(chǎn)生的電能。

另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種發(fā)電調(diào)試方法，應(yīng)用于上述發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)。所述發(fā)電調(diào)試方法包括：在靜態(tài)調(diào)試模式下，通過所述控制器控制所述靜態(tài)調(diào)試電路工作，以通過所述靜態(tài)調(diào)試電路中包括的所述柴油發(fā)電機發(fā)電為所述風(fēng)力發(fā)電機組的靜態(tài)調(diào)試供電。在動態(tài)調(diào)試模式下，通過所述控制器將所述靜態(tài)調(diào)試電路工作切換至所述動態(tài)調(diào)試電路工作，以通過所述動態(tài)調(diào)試電路包括的所述參考電源供應(yīng)部為所述風(fēng)力發(fā)電機組的動態(tài)調(diào)試提供參考電源，并通過所述動態(tài)調(diào)試電路包括的所述電能消耗部消耗所述風(fēng)力發(fā)電機組在所述動態(tài)調(diào)試期間產(chǎn)生的電能。

本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)及方法的有益效果為：

通過本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)及方法，在對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試時，控制器控制靜態(tài)調(diào)試電路工作，以通過所述靜態(tài)調(diào)試電路中包括的柴油發(fā)電機發(fā)電為所述風(fēng)力發(fā)電機組的靜態(tài)調(diào)試供電。而在對所述風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行動態(tài)調(diào)試時，所述控制器將所述發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)由所述靜態(tài)調(diào)試電路工作切換至所述動態(tài)調(diào)試電路工作，以通過所述動態(tài)調(diào)試電路包括的參考電源供應(yīng)部為所述風(fēng)力發(fā)電機組的動態(tài)調(diào)試提供參考電源，并通過所述動態(tài)調(diào)試電路包括的電能消耗部消耗所述風(fēng)力發(fā)電機組在所述動態(tài)調(diào)試期間產(chǎn)生的電能。利用本發(fā)明實施例提供的方案，在對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行動態(tài)調(diào)試的過程中，包含在靜態(tài)調(diào)試電路中的柴油發(fā)電機可以停止工作，從而大大降低對柴油發(fā)電機的需求，特別是在對兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行調(diào)試時不再需要體積較大、造價昂貴以及移動性差的兆瓦級柴油發(fā)電機，并且大幅降低使用成本。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明較佳實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明較佳實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明較佳實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)的示意性控制結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本發(fā)明較佳實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)在靜態(tài)調(diào)試過程中針對液壓馬達(dá)的閉環(huán)調(diào)速的示意圖；

圖5是本發(fā)明較佳實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)在動態(tài)調(diào)試過程中針對液壓馬達(dá)的閉環(huán)調(diào)速的示意圖；

圖6是本發(fā)明較佳實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)在動態(tài)調(diào)試過程中的功率控制的示意圖；

圖7是本發(fā)明較佳實施例提供的功率控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8a是本發(fā)明較佳實施例提供的功率控制器在風(fēng)能增大時的示意性控制曲線；

圖8b是本發(fā)明較佳實施例提供的功率控制器在風(fēng)能減小時的示意性控制曲線；

圖9是本發(fā)明較佳實施例提供的發(fā)電調(diào)試方法的流程圖。

圖標(biāo)：100-發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)；110-控制器；120-靜態(tài)調(diào)試電路；121-柴油發(fā)電機；122-第一液壓泵；123-液壓馬達(dá)；124-同步發(fā)電機；130-動態(tài)調(diào)試電路；131-參考電源供應(yīng)部；1311-異步電動機；1312-第二液壓泵；132-電能消耗部；1321-功率控制器；13211-可控硅調(diào)節(jié)器；13212-接觸器；1322-負(fù)載電阻；140-第一電流傳感器；150-電參數(shù)檢測器；151-電流互感器；152-電壓互感器；160-蓄能器；170-溢流閥；180-轉(zhuǎn)速傳感器；190-第二電流傳感器；200-風(fēng)力發(fā)電機組。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參見圖1，圖1示出了本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)框圖。該發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100用于對如圖2所示的風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行調(diào)試。如圖1所示，該發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100包括控制器110以及與控制器110連接的靜態(tài)調(diào)試電路120和動態(tài)調(diào)試電路130。靜態(tài)調(diào)試電路120及動態(tài)調(diào)試電路130用于在控制器110的控制下進(jìn)行工作，以實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機組200的靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。

靜態(tài)調(diào)試電路120可以在控制器110的控制下進(jìn)行工作以對風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試。如圖2所示，于一種具體實施方式中，靜態(tài)調(diào)試電路120可以包括柴油發(fā)電機121、第一液壓泵122、液壓馬達(dá)123以及同步發(fā)電機124。第一液壓泵122的第一端與柴油發(fā)電機121的輸出端連接(例如機械連接)，第一液壓泵122的第二端與液壓馬達(dá)123的第一端液壓連通，液壓馬達(dá)123的第二端與同步發(fā)電機124的輸入端連接，同步發(fā)電機124的輸出端用于與風(fēng)力發(fā)電機組200連接。其中，所述柴油發(fā)電機121、第一液壓泵122以及液壓馬達(dá)123均可以與控制器110電連接，如圖3所示。

動態(tài)調(diào)試電路130可以在控制器110的控制下進(jìn)行工作以對風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行動態(tài)調(diào)試。于一種具體實施方式中，動態(tài)調(diào)試電路130可以包括參考電源供應(yīng)部131以及電能消耗部132。動態(tài)調(diào)試電路130的參考電源供應(yīng)部131可以包括異步電動機1311、第二液壓泵1312、上述的液壓馬達(dá)123以及上述的同步發(fā)電機124，如圖2所示。也就是說，動態(tài)調(diào)試電路130與靜態(tài)調(diào)試電路120可以共用液壓馬達(dá)123以及同步發(fā)電機124。

其中，異步電動機1311的輸入端通過第一開關(guān)元件K1與同步發(fā)電機124的輸出端連接，異步電動機1311的輸出端與第二液壓泵1312的第一端連接(例如機械連接)。第二液壓泵1312的第二端也與液壓馬達(dá)123的第一端液壓連通。上述第一開關(guān)元件K1用于對靜態(tài)調(diào)試模式和動態(tài)調(diào)試模式進(jìn)行切換，具體地，控制器110可以控制第一開關(guān)元件K1在靜態(tài)調(diào)試模式下保持在斷開狀態(tài)，并通過控制第一開關(guān)元件K1從斷開狀態(tài)切換為閉合狀態(tài)來控制靜態(tài)調(diào)試模式至動態(tài)調(diào)試模式的切換，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。

于一種具體實施方式中，動態(tài)調(diào)試電路130的電能消耗部132可以包括功率控制器1321和負(fù)載電阻1322，如圖2所示。其中，功率控制器1321的輸入端與同步發(fā)電機124的輸出端連接，功率控制器1321的輸出端連接至負(fù)載電阻1322。其中，第二液壓泵1312與功率控制器1321均可以與控制器110電連接，如圖3所示。

需要注意的是，所述風(fēng)力發(fā)電機組200的類型可以為雙饋異步發(fā)電機組、永磁直驅(qū)發(fā)電機組、半直驅(qū)發(fā)電機組、籠型異步電機等。本文以雙饋異步發(fā)電機組為例進(jìn)行說明。為了便于描述，如圖2所示，在本說明書中將風(fēng)力發(fā)電機組200簡化為第三開關(guān)元件K3、第四開關(guān)元件K4、第五開關(guān)元件K5、靜態(tài)負(fù)載R_G2、風(fēng)能變流器WPC和風(fēng)力發(fā)電機G2。其中，第三開關(guān)元件K3的第一端與同步發(fā)電機124的輸出端連接，第三開關(guān)元件K3的第二端與第四開關(guān)元件K4的第一端、第五開關(guān)元件K5的第一端以及風(fēng)能變流器WPC的第一端連接；第四開關(guān)元件K4的第二端與靜態(tài)負(fù)載R_G2連接；第五開關(guān)元件K5的第二端與風(fēng)力發(fā)電機G2定子連接，風(fēng)能變流器WPC的第二端與風(fēng)力發(fā)電機G2轉(zhuǎn)子連接。通過控制第三開關(guān)元件K3的閉合，可以控制將風(fēng)力發(fā)電機組200與發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100的連接和斷開。需要注意的是，第三開關(guān)元件K3是可選的。

下面詳細(xì)描述利用本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100對風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行調(diào)試的過程。具體地，發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100可以工作于靜態(tài)調(diào)試模式和動態(tài)調(diào)試模式。

在靜態(tài)調(diào)試模式下，控制器110控制柴油發(fā)電機121啟動。柴油發(fā)電機121啟動后通過其電子控制單元平緩調(diào)速至額定轉(zhuǎn)速，帶動第一液壓泵122向液壓馬達(dá)123供油，從而帶動同步發(fā)電機124發(fā)電。在此調(diào)試模式下，第一開關(guān)元件K1在控制器110的控制下保持?jǐn)嚅_(即異步電動機1311和第二液壓泵1312未工作)，風(fēng)力發(fā)電機組200的第三開關(guān)元件K3和第四開關(guān)元件K4兩者閉合、第五開關(guān)元件K5斷開，所述負(fù)載電阻1322的電阻保持為無窮大(例如通過功率控制器1321來實現(xiàn))。此時，通過柴油發(fā)電機121發(fā)電以帶動同步發(fā)電機124發(fā)電，從而為風(fēng)力發(fā)電機組200的靜態(tài)負(fù)載R_G2供電，以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機組200的靜態(tài)調(diào)試。在靜態(tài)調(diào)試模式下，柴油發(fā)電機121根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機組200的靜態(tài)負(fù)載R_G2的大小自動輸出與之匹配的功率。其中，在靜態(tài)調(diào)試模式下，可以通過控制器110控制第一液壓泵122的排量以及液壓馬達(dá)123的排量進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，來確保液壓馬達(dá)123轉(zhuǎn)速的恒定調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，如下面進(jìn)一步結(jié)合圖4詳細(xì)描述的。

在靜態(tài)調(diào)試之后，控制器110可以通過控制第一開關(guān)元件K1閉合來控制從靜態(tài)調(diào)試模式切換至動態(tài)調(diào)試模式。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件K1閉合后同步發(fā)電機124通過第一開關(guān)元件K1給異步電動機1311供電。異步電動機1311帶動第二液壓泵1312運行，以向液壓馬達(dá)123供油，液壓馬達(dá)123在第一液壓泵122以及第二液壓泵1312的共同推動下，帶動同步發(fā)電機124發(fā)電。

在向動態(tài)調(diào)試切換之后，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組200具備并網(wǎng)條件時，風(fēng)能變流器WPC啟動，待同步成功后第五開關(guān)元件K5閉合，此時風(fēng)力發(fā)電機G2將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能并通過功率控制器1321將電能消耗至負(fù)載電阻1322上。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，也即切換過程完成后，控制器110控制柴油發(fā)電機121關(guān)閉，液壓泵P1相應(yīng)地停止運轉(zhuǎn)，此時僅由異步電動機1311帶動第二液壓泵1312向液壓馬達(dá)123供油，從而帶動同步發(fā)電機124發(fā)電。

也就是說，在完全切換至動態(tài)調(diào)試模式之后，柴油發(fā)電機121是停止工作的，從而大大減小對風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行動態(tài)調(diào)試時對柴油發(fā)電機121的要求。在完全切換至動態(tài)調(diào)試模式之后，由異步電動機1311、第二液壓泵1312、液壓馬達(dá)123、同步發(fā)電機124組成的電液系統(tǒng)為風(fēng)力發(fā)電機組200提供穩(wěn)定的參考電源，由功率控制器1321和負(fù)載電阻1322來消耗風(fēng)力發(fā)電機組200在動態(tài)調(diào)試過程中產(chǎn)生的電能。

此外，在動態(tài)調(diào)試模式下，可以通過控制器110控制第二液壓泵1312的排量以及液壓馬達(dá)123的排量對液壓馬達(dá)123進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，來確保液壓馬達(dá)123轉(zhuǎn)速的恒定調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，如下面進(jìn)一步結(jié)合圖5詳細(xì)描述的。另外，在動態(tài)調(diào)試模式下，可以通過控制器110控制功率控制器1321實時調(diào)節(jié)負(fù)載電阻1322消耗的功率，以確保負(fù)載電阻1322消耗的功率等于風(fēng)力發(fā)電機G2產(chǎn)生的電能，如下面進(jìn)一步結(jié)合圖6詳細(xì)描述的。需要注意的是，這里描述的“負(fù)載電阻1322消耗的功率等于風(fēng)力發(fā)電機G2產(chǎn)生的電能”并非絕對等于，允許存在一定的偏差。

于一種具體實施中，本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100還可以包括蓄能器160和溢流閥170，以在動態(tài)調(diào)試模式下，通過蓄能器160和溢流閥170的配合來抑制功率控制器1321在進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中產(chǎn)生的波動。如圖2所示，蓄能器160和溢流閥170均與第二液壓泵1312的第二端液壓連通。此外，蓄能器160和溢流閥170還可以配合同步發(fā)電機124和異步電動機1311來自動適應(yīng)調(diào)節(jié)在風(fēng)力發(fā)電機組200并網(wǎng)的過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)無功電壓及頻率波動。

于一種具體實施方式中，發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100還可以包括第二開關(guān)元件K2，該第二開關(guān)元件K2的一端與同步發(fā)電機124的輸出端連接，其另一端與異步電動機1311的輸入端、功率控制器1321的輸入端以及第三開關(guān)元件K3的第一端連接。第二開關(guān)元件K2可以與控制器110電連接，以在控制器110的控制下閉合或斷開，其中當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件K2閉合時，發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100可以對風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行調(diào)試(在第三開關(guān)元件K3閉合的前提下)。

為了確保正常運行，如圖3所示，發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100還可以包括與控制器110連接的轉(zhuǎn)速傳感器180、第一電流傳感器140、電參數(shù)檢測器150以及第二電流傳感器190。轉(zhuǎn)速傳感器180用于檢測液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速，并將所檢測的轉(zhuǎn)速發(fā)送至控制器110。電參數(shù)檢測器150用于采集同步發(fā)電機124的電流信號和電壓信號，經(jīng)處理后得到同步發(fā)電機124的輸出電流、系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)頻率等電參數(shù)傳送給控制器110。具體地，電參數(shù)檢測器150通過電流互感器151采集同步發(fā)電機124的電流信號，并通過電壓互感器152采集同步發(fā)電機124的電壓信號。第一電流傳感器140用于在動態(tài)調(diào)試模式下獲取同步發(fā)電機124的輸出端與功率控制器1321的輸入端之間的第一電流信號，也即獲取通過參考電源供應(yīng)部131輸出的電流信號(即獲取圖2中的第一開關(guān)元件K1和第二開關(guān)元件K2的出口電流)，并將所采集的第一電流信號發(fā)送至控制器110?？刂破?10可以根據(jù)電參數(shù)檢測器150提供的系統(tǒng)電壓與第一電流傳感器140提供的第一電流信號，獲得動態(tài)調(diào)試模式下參考電源供應(yīng)部131的實際輸出功率。第二電流傳感器190用于采集功率控制器1321的第二電流信號，并將所采集的第二電流信號發(fā)送至控制器110，使得控制器110可以根據(jù)電參數(shù)檢測器150提供的系統(tǒng)電壓與該第二電流信號獲得負(fù)載電阻1322消耗的功率。

此外，控制器110還可以與操作按鈕、上位機等操作裝置連接。于一種具體實施方式中，控制器110可以與風(fēng)力發(fā)電機組200保持通信連接，以接收風(fēng)力發(fā)電機組200的啟停機信號、功率信號等，并向風(fēng)力發(fā)電機組200發(fā)送允許并網(wǎng)信號等。

下面結(jié)合圖4來描述靜態(tài)調(diào)試模式下通過控制器110控制第一液壓泵122的排量以及液壓馬達(dá)123的排量進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)。在靜態(tài)調(diào)試模式下，柴油發(fā)電機121在啟動后并通過其電子控制單元保持在額定轉(zhuǎn)速后，控制器110輸出信號至第一液壓泵122的比例閥使第一液壓泵122的排量逐漸增大，直至液壓馬達(dá)123轉(zhuǎn)速穩(wěn)定至預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，例如1500RPM。此后，同步發(fā)電機124開始發(fā)電并通過自身的自動電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)其電壓穩(wěn)定至額定電壓，例如690V，以供風(fēng)力發(fā)電機組200的靜態(tài)負(fù)載R_G2使用。當(dāng)靜態(tài)負(fù)載R_G2改變時，液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速相應(yīng)發(fā)生變化?？刂破?10通過將轉(zhuǎn)速傳感器180所檢測的液壓馬達(dá)123的實際轉(zhuǎn)速n與液壓馬達(dá)123的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速n0(如圖4所示)相比，獲得液壓馬達(dá)123的實際轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速之間的第二差值Δn。

控制器110根據(jù)液壓馬達(dá)123的實際轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速之間的第二差值Δn，通過比例積分控制器PI對第一液壓泵122的比例閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在n0附近。需要注意的是，n0的值可以為1500rpm，然而其也可以為其他數(shù)值，本發(fā)明具體實施方式并不以此為限。

此外，控制器110還可以在對第一液壓泵122的比例閥進(jìn)行調(diào)節(jié)的同時根據(jù)第二差值Δn直接調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)123的比例閥(微調(diào))，從而穩(wěn)定液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速。例如，如圖4所示，當(dāng)所述第二差值Δn>第一預(yù)設(shè)閾值Δn0時，控制器110可以根據(jù)第二差值Δn通過比例積分控制器PI直接調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)123的比例閥。也就是說，控制器110優(yōu)選地通過調(diào)節(jié)第一液壓泵122的排量來穩(wěn)定液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速，并且可以在液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速波動超過一定范圍時，同時微調(diào)液壓馬達(dá)123的排量來穩(wěn)定液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速。請參見圖4，在本實施方式中，第一預(yù)設(shè)閾值Δn0可以為0，然而在其他的實施方式中，Δn0也可以為其他的設(shè)定數(shù)值。

下面結(jié)合圖5來描述從靜態(tài)調(diào)試模式切換至動態(tài)調(diào)試模式中以及動態(tài)調(diào)試模式下通過控制器110的控制進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)的過程。第一開關(guān)元件K1在控制器110的控制下由斷開狀態(tài)切換為閉合狀態(tài)后，異步電動機1311啟動，通過控制器110控制第二液壓泵1312的比例閥使第二液壓泵1312的排量逐漸增大，同時控制第一液壓泵122的比例閥使第一液壓泵122的排量逐漸減小至一定比例，保持液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速恒定。在風(fēng)力發(fā)電機組200并網(wǎng)穩(wěn)定后，控制器110控制第一液壓泵122的排量繼續(xù)減小至零，同時繼續(xù)增大第二液壓泵1312的排量，并控制關(guān)閉柴油發(fā)電機121，僅通過控制第二液壓泵1312的排量和液壓馬達(dá)123的排量來實現(xiàn)液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速恒定。

具體地，在動態(tài)調(diào)試模式下，通過以下方式來實現(xiàn)液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速恒定：類似于圖4所描述的，控制器110實時獲取獲得液壓馬達(dá)123的實際轉(zhuǎn)速n與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速n0之間的第二差值Δn，依據(jù)第一液壓泵122和第二液壓泵1312流量分配如上所述的那樣、通過比例積分控制器PI調(diào)節(jié)第一液壓泵122的比例閥以及第二液壓泵1312的比例閥，以使液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速保持恒定。類似于圖4中所描述的，控制器110還可以在對第二液壓泵1312(以及第一液壓泵122，模式轉(zhuǎn)換期間)的比例閥進(jìn)行調(diào)節(jié)的同時根據(jù)第二差值Δn直接調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)123的比例閥(微調(diào))，從而穩(wěn)定液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速。例如，如圖5所示，當(dāng)所述第二差值Δn>第一預(yù)設(shè)閾值Δn0時，控制器110可以根據(jù)第二差值Δn通過比例積分控制器PI直接調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)123的比例閥。也就是說，控制器110優(yōu)選地通過調(diào)節(jié)第二液壓泵1312(以及第一液壓泵122，模式轉(zhuǎn)換期間)的排量來穩(wěn)定液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速，并且可以在液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速波動超過一定范圍時，同時微調(diào)液壓馬達(dá)123的排量來穩(wěn)定液壓馬達(dá)123的轉(zhuǎn)速。請參見圖5，在本實施方式中，第一預(yù)設(shè)閾值Δn0可以為0，然而在其他的實施方式中，Δn0也可以為其他的設(shè)定數(shù)值。

下面結(jié)合圖6來描述在動態(tài)調(diào)試模式下通過控制器110控制功率控制器1321實時調(diào)節(jié)負(fù)載電阻1322消耗的功率的過程。如圖6所示，在動態(tài)調(diào)制模式下，控制器110依據(jù)上面結(jié)合圖3描述的過程實時獲取動態(tài)調(diào)試模式下參考電源供應(yīng)部131的實際輸出功率P，并根據(jù)參考電源供應(yīng)部131的預(yù)設(shè)輸出功率P0與參考電源供應(yīng)部131的實際輸出功率P之間的第一差值、通過比例積分控制器PI對功率控制器1321進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使負(fù)載電阻1322消耗的能量等于風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能。應(yīng)當(dāng)理解，圖6中示出參考電源供應(yīng)部131的預(yù)設(shè)輸出功率P0為0，然而需要注意的是其還可以為其他值。

當(dāng)風(fēng)速變化時，風(fēng)力發(fā)電機組200輸出的功率會發(fā)生變化，即風(fēng)力發(fā)電機組200的輸出功率與負(fù)載電阻1322消耗的功率不再相等時，控制器110可以能夠通過上述調(diào)節(jié)程對功率控制器1321進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使負(fù)載電阻1322消耗的能量與風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能相等。

當(dāng)風(fēng)速降低導(dǎo)致供負(fù)載電阻1322消耗的功率減小至接近0時，控制器110可以控制柴油發(fā)電機121重新啟動，并增大第一液壓泵122的排量，減小第二液壓泵1312的排量，以滿足風(fēng)力發(fā)電機組200靜態(tài)負(fù)載所需的能量。當(dāng)風(fēng)速小于切除風(fēng)速時，控制器110可以使風(fēng)力發(fā)電機組200脫網(wǎng)。

下面結(jié)合圖7和圖8來描述在動態(tài)調(diào)試模式下實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)的基本原理。如圖7所示，于一種具體實施方式中，功率控制器1321可以包括可控硅調(diào)節(jié)器13211以及接觸器13212。以對2兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)并且可控硅調(diào)節(jié)器13211與接觸器13212的功率配比為1:9為例進(jìn)行說明。在此情況下，可控硅調(diào)節(jié)器13211可以實現(xiàn)0～200kW功率的連續(xù)調(diào)節(jié)，并且接觸器13212可以實現(xiàn)1800kW功率的分組調(diào)節(jié)，例如可以采用18個100kW的接觸器13212實現(xiàn)1800kW功率的分組調(diào)節(jié)。由此，通過下面描述的控制算法來實現(xiàn)0-2MW的功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。需要注意的是，可控硅調(diào)節(jié)器13211與接觸器13212的功率配比也可以為其他值，本發(fā)明具體實施方式并不以此為限。

具體地，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組200的輸出功率在0～200kW的功率范圍內(nèi)變化時，功率控制器1321控制可控硅調(diào)節(jié)器13211進(jìn)行功率調(diào)節(jié)；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組200的輸出功率在200kW至1800kW功率范圍內(nèi)變化時，功率控制器1321則控制可控硅調(diào)節(jié)器13211以及接觸器13212兩者進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。采用可控硅調(diào)節(jié)器13211以及接觸器13212的組合進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，可以有效提高發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100的可靠性，降低發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100的成本。

可以理解，風(fēng)力發(fā)電機組200的功率值、可控硅調(diào)節(jié)器13211的功率調(diào)節(jié)范圍、接觸器13212對應(yīng)的功率值以及接觸器13212的數(shù)量均不應(yīng)該理解為是對本發(fā)明的限制。

上述的接觸器13212的觸點閉合或斷開時，由于接觸器13212線包性能差異導(dǎo)致其動態(tài)性能不一致，會造成功率的瞬時波動?？梢圆捎孟率隹刂扑惴▉硪种乒β士刂破?321在進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中產(chǎn)生的波動。需要注意的是，結(jié)合圖8描述的過程是針對2MW的風(fēng)力發(fā)電機組200、利用圖7所示的功率控制器1321為例進(jìn)行說明的。

如圖8a所示，當(dāng)風(fēng)能(相應(yīng)地風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能)連續(xù)增大時，所述可控硅調(diào)節(jié)器13211調(diào)節(jié)其功率P1跟隨風(fēng)能的增大而增大，所述控制器110在P1達(dá)到第一閾值時(例如，如圖8a示出的t180時刻，P1達(dá)到180kW時)，將所述可控硅調(diào)節(jié)器13211的功率P1調(diào)小(如圖8a示出的t180至t2時間段內(nèi)，控制器110將可控硅調(diào)節(jié)器13211的功率調(diào)小)，并同時發(fā)出合閘指令至所述多個接觸器13212中的一個。在t1時刻，接收到合閘指令的接觸器13212的觸點閉合，即接入接觸器13212的功率P2(100kW)，以使所述功率控制器1321的總功率Pall增加(請參見圖8a，功率控制器1321的總功率Pall由130kW增加至230kW)。

在t180至t1時間段內(nèi)，Pall等于P1但P1小于風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能，此時通過蓄能器160存儲所述風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的多余電能，并且所述溢流閥170將風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的過多能量釋放出去。在t1至t2時間段內(nèi)，Pall等于P1與P2之和但風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能小于Pall，此時通過蓄能器160向所述功率控制器1321釋放能量。以后每隔100KW的波動可以通過相同的方式進(jìn)行處理。因此，可以使功率控制器1321在進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中產(chǎn)生的波動顯著變小，如圖8a所示，功率控制器1321的波動范圍由絕對值100kW變小為絕對值50kW。

如圖8b所示，當(dāng)風(fēng)能(相應(yīng)地風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能)連續(xù)減小時，所述可控硅調(diào)節(jié)器13211調(diào)節(jié)其功率P1跟隨風(fēng)能的減小而減小，所述控制器110在所述可控硅調(diào)節(jié)器13211的功率P1達(dá)到第二閾值時(例如，如圖8b示出的t80時刻，P1達(dá)到80kW時)，將所述可控硅調(diào)節(jié)器13211的功率P1調(diào)大(如圖8b示出的t80至t4時間段內(nèi)，控制器110將可控硅調(diào)節(jié)器13211的功率調(diào)大)，并同時發(fā)出分閘指令至所述多個接觸器13212中的一個。在t3時刻，接收到分閘指令的接觸器13212的觸點斷開，即切除接觸器13212的功率P2(100kW)，以使所述功率控制器1321的總功率Pall減小(請參見圖8b，功率控制器1321的總功率Pall由230kW減小至130kW)。

在t80至t3時間段內(nèi)，Pall等于P1與P2之和但風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能小于Pall，此時通過蓄能器160向所述功率控制器1321釋放能量。在t3至t4時間段內(nèi)，Pall等于P1但P1小于風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能，此時通過蓄能器160存儲所述風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的多余電能，并且所述溢流閥170將風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的過多能量釋放出去。

當(dāng)風(fēng)能忽大忽小時，控制器110可以通過上述方法的組合并設(shè)置滯環(huán)區(qū)間對可控硅調(diào)節(jié)器13211以及接觸器13212進(jìn)行控制，避免接觸器13212的頻繁切換，提高接觸器13212的壽命，避免不必要的波動，有利于發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100的穩(wěn)定。也就是說，在蓄能器160和溢流閥170的配合下，可以顯著降低動態(tài)調(diào)試過程中為了動態(tài)確保負(fù)載電阻1322上消耗的功率基本等于風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能而利用功率控制器1321進(jìn)行功率調(diào)節(jié)所帶來的波動。

需要注意的是，本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100也可適用于其他分布式并網(wǎng)型或離網(wǎng)型能源設(shè)備。利用本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100，不需要更改風(fēng)力發(fā)電機組200任何結(jié)構(gòu)、算法，即可完成靜動態(tài)調(diào)試。

通過本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100，在對風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試時，控制器110控制靜態(tài)調(diào)試電路120工作，以通過所述靜態(tài)調(diào)試電路120中包括的柴油發(fā)電機121發(fā)電為所述風(fēng)力發(fā)電機組200的靜態(tài)調(diào)試供電，而在對所述風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行動態(tài)調(diào)試時，所述控制器110將所述發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100由所述靜態(tài)調(diào)試電路120工作切換至所述動態(tài)調(diào)試電路130工作，以通過所述動態(tài)調(diào)試電路130包括的參考電源供應(yīng)部131為所述風(fēng)力發(fā)電機組200的動態(tài)調(diào)試提供參考電源，并通過所述動態(tài)調(diào)試電路130包括的電能消耗部132消耗所述風(fēng)力發(fā)電機組200在所述動態(tài)調(diào)試期間產(chǎn)生的電能。利用本發(fā)明實施例提供的方案，在對風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行動態(tài)調(diào)試的過程中，包含在靜態(tài)調(diào)試電路120中的柴油發(fā)電機121可以停止工作，從而大大降低對柴油發(fā)電機121的需求，特別是在對兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組200進(jìn)行調(diào)試時不再需要體積較大、造價昂貴以及移動性差的兆瓦級柴油發(fā)電機，并且顯著降低使用成本。

此外，利用功率控制器1321，可以在動態(tài)調(diào)試過程中動態(tài)保證負(fù)載電阻1322上消耗的功率基本等于風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能。此外，在蓄能器160和溢流閥170的配合下，可以顯著降低動態(tài)調(diào)試過程中為了動態(tài)確保負(fù)載電阻1322上消耗的功率基本等于風(fēng)力發(fā)電機組200產(chǎn)生的電能而利用功率控制器1321進(jìn)行功率調(diào)節(jié)所帶來的波動。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實施例還提供了一種針對上述發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100的發(fā)電調(diào)試方法。如圖9所示，本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試方法包括如下步驟：

步驟S110，在靜態(tài)調(diào)試模式下，通過所述控制器110控制所述靜態(tài)調(diào)試電路120工作，以通過所述靜態(tài)調(diào)試電路120中包括的所述柴油發(fā)電機121發(fā)電為所述風(fēng)力發(fā)電機組200的靜態(tài)調(diào)試供電。

步驟S120，在動態(tài)調(diào)試模式下，通過所述控制器110將發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100由所述靜態(tài)調(diào)試電路120工作切換至所述動態(tài)調(diào)試電路130工作，以通過所述動態(tài)調(diào)試電路130包括的所述參考電源供應(yīng)部131為所述風(fēng)力發(fā)電機組200的動態(tài)調(diào)試提供參考電源，并通過所述動態(tài)調(diào)試電路130包括的所述電能消耗部132消耗所述風(fēng)力發(fā)電機組200在所述動態(tài)調(diào)試期間產(chǎn)生的電能。

本發(fā)明實施例提供的發(fā)電調(diào)試方法主要通過上述發(fā)電調(diào)試系統(tǒng)100的控制器110來實現(xiàn)，關(guān)于控制器110所執(zhí)行的功能可以參見上文中的詳細(xì)描述，在此便不做贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)和方法，也可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的裝置、方法的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實現(xiàn)方式中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。