一種波浪能-潮流能綜合測試平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及海洋潮流能、波浪能發(fā)電及工況測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種波浪能-潮流能綜合測試平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]波浪能、潮流能是一種新型的清潔能源，涉及波浪能、潮流能發(fā)電的相關(guān)技術(shù)、測試平臺及方法直接關(guān)系到波浪能、潮流能是否能大規(guī)模利用與開發(fā)。波浪能-潮流能綜合測試平臺可用于波浪能、潮流能發(fā)電特性的模擬及性能測試，為波浪能、潮流能發(fā)電提供必要的測試手段及實(shí)驗(yàn)平臺，判斷其性能滿足需求。然而，目前波浪能、潮流能測試平臺均為單一功能的測試平臺，僅能滿足波浪能發(fā)電或潮流能發(fā)電的測試，無法同時滿足波浪能與潮流能的測試，這使得測試平臺的應(yīng)用受到了一定的限制。另外，潮流能工況模擬通過拖動電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)，而波浪能發(fā)電的特點(diǎn)決定了現(xiàn)有的工況模擬方法尚無法適用。因此，很有必要研究出同時適用于滿足波浪能、潮流能發(fā)電測試綜合測試平臺及其工況模擬的方法，以檢驗(yàn)波浪能、潮流能發(fā)電技術(shù)與裝備的可行性與可靠性，同時降低裝置成本，提高測試效率，滿足實(shí)際工程應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種波浪能-潮流能綜合測試平臺。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種波浪能-潮流能綜合測試平臺，它包括一上位機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:它還包括波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)、模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)和功率分析儀；所述模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)采集所述波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)中電氣單元的模擬信號，經(jīng)所述功率分析儀處理后發(fā)送到所述上位機(jī)系統(tǒng)；所述上位機(jī)系統(tǒng)根據(jù)接收到的模擬信號對所述波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)進(jìn)行性能分析；所述波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)包括拖動電機(jī)側(cè)變流器、永磁同步拖動電機(jī)、緊急制動、慣性輪、永磁同步發(fā)電機(jī)、永磁直線發(fā)電機(jī)、切換開關(guān)、發(fā)電機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器和供電變壓器；所述拖動電機(jī)側(cè)變流器與所述永磁同步拖動電機(jī)、緊急制動、慣性輪、永磁同步發(fā)電機(jī)依次連接構(gòu)成潮流能工況模擬系統(tǒng)，并通過所述切換開關(guān)與所述發(fā)電機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)連接；所述永磁直線發(fā)電機(jī)作為波浪能工況模擬系統(tǒng)，其也通過所述切換開關(guān)與所述發(fā)電系統(tǒng)連接；所述供電變壓器的高壓側(cè)與電網(wǎng)連接，所述供電變壓器的低壓側(cè)以及所述發(fā)電系統(tǒng)中的網(wǎng)側(cè)變流器與所述拖動電機(jī)側(cè)變流器連接，共同為整個波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)供電。
[0005]所述模擬信號米集與輸入處理系統(tǒng)包括若干電流傳感器、若干電壓傳感器、若干溫度傳感器、若干振動傳感器和一轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速儀；所述電流傳感器和電壓傳感器分別設(shè)置在所述發(fā)電側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器的輸入端和輸出端；所述溫度傳感器和振動傳感器分別設(shè)置在所述永磁同步拖動電機(jī)、緊急制動、慣性輪和永磁同步發(fā)電機(jī)上；所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速儀設(shè)置在所述永磁同步發(fā)電機(jī)上；各傳感器所采集的模擬信號經(jīng)所述功率分析儀處理后發(fā)送到所述上位機(jī)系統(tǒng)。
[0006]所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速儀采用應(yīng)力傳感器和速度傳感器。
[0007]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型由于設(shè)置的波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)能夠同時對波浪能和潮流能工況進(jìn)行模擬，可以同時滿足波浪能、潮流能發(fā)電的性能測試與實(shí)驗(yàn)，測試效率高。2、本實(shí)用新型由于發(fā)電側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)將所發(fā)電能輸送至拖動電機(jī)側(cè)變流器，與供電變壓器一起共同為整個波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)供電，提高了電能利用效率。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，測試效率高，可以廣泛應(yīng)用于波浪能-潮流能工況模擬及性能測試領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型波浪能-潮流能綜合測試平臺結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0010]本實(shí)用新型波浪能-潮流能綜合測試平臺包括上位機(jī)系統(tǒng)，還包括波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)、模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)和功率分析儀。模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)采集波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)中相關(guān)電氣單元的模擬信號，經(jīng)功率分析儀處理后發(fā)送到上位機(jī)系統(tǒng)。上位機(jī)系統(tǒng)根據(jù)接收到的模擬信號對波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)進(jìn)行性能分析。
[0011]如圖1所示，波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)包括拖動電機(jī)側(cè)變流器1、永磁同步拖動電機(jī)2、緊急制動3、慣性輪4、永磁同步發(fā)電機(jī)5、永磁直線發(fā)電機(jī)6、切換開關(guān)7、發(fā)電機(jī)側(cè)變流器8、網(wǎng)側(cè)變流器9和供電變壓器10。拖動電機(jī)側(cè)變流器I與永磁同步拖動電機(jī)2、緊急制動3、慣性輪4、永磁同步發(fā)電機(jī)5依次連接構(gòu)成潮流能工況模擬系統(tǒng)，并通過切換開關(guān)7與發(fā)電機(jī)側(cè)變流器8和網(wǎng)側(cè)變流器9構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)連接。永磁直線發(fā)電機(jī)6作為波浪能工況模擬系統(tǒng)，其也通過切換開關(guān)7與發(fā)電系統(tǒng)連接。供電變壓器10的高壓側(cè)與電網(wǎng)連接，供電變壓器10的低壓側(cè)以及發(fā)電系統(tǒng)中的網(wǎng)側(cè)變流器9與拖動電機(jī)側(cè)變流器I連接，共同為整個波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)供電。
[0012]模擬信號米集與輸入處理系統(tǒng)包括若干電流傳感器、若干電壓傳感器、若干溫度傳感器、若干振動傳感器和一 T/n(轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速儀)。其中，電流傳感器和電壓傳感器分別設(shè)置在發(fā)電側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器的輸入端和輸出端。溫度傳感器和振動傳感器分別設(shè)置在永磁同步拖動電機(jī)、緊急制動、慣性輪和永磁同步發(fā)電機(jī)上。Τ/η設(shè)置在永磁同步發(fā)電機(jī)上，用于檢測永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。各傳感器所采集的模擬信號經(jīng)功率分析儀處理后發(fā)送到上位機(jī)系統(tǒng)，用于進(jìn)行實(shí)時顯示、存儲、評估與控制。
[0013]上述實(shí)施例中，Τ/η可以采用應(yīng)力傳感器和速度傳感器代替。
[0014]本實(shí)用新型波浪能-潮流能綜合測試平臺的工作過程，包括以下步驟:
[0015]I)根據(jù)實(shí)際需要，手動或自動控制切換開關(guān)7在兩種工況模擬方式下進(jìn)行切換，即進(jìn)行潮流能工況模擬時，將切換開關(guān)7與永磁同步發(fā)電機(jī)5相連；進(jìn)行波浪能工況模擬時，將切換開關(guān)7與永磁直線發(fā)電機(jī)6相連。
[0016]2)當(dāng)對潮流能工況進(jìn)行模擬時，上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)控制信號到拖動電機(jī)側(cè)變流器。
[0017]3)拖動電機(jī)側(cè)變流器I根據(jù)上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)送的控制信號對永磁同步拖動電機(jī)2進(jìn)行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制。
[0018]4)永磁同步拖動電機(jī)2的輸出轉(zhuǎn)矩依次經(jīng)緊急制動3、慣性輪4傳遞至永磁同步發(fā)電機(jī)5進(jìn)行發(fā)電，永磁同步發(fā)電機(jī)5所發(fā)電能通過切換開關(guān)7輸送到發(fā)電機(jī)側(cè)變流器8。
[0019]5)上位機(jī)系統(tǒng)控制發(fā)電機(jī)側(cè)變流器8對接收到的電能進(jìn)行處理，并對網(wǎng)側(cè)變流器9進(jìn)行并網(wǎng)功率控制。
[0020]6)此時，模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)中的各傳感器實(shí)時采集潮流能工況發(fā)電過程中潮流能工況模擬系統(tǒng)中各相關(guān)單元的模擬信號，經(jīng)功率分析儀處理后發(fā)送到上位機(jī)系統(tǒng)。
[0021]7)上位機(jī)系統(tǒng)對接收到的各種模擬信號數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理、顯示和存儲，并對潮流能工況模擬系統(tǒng)的性能進(jìn)行評估。
[0022]8)當(dāng)對潮流能工況進(jìn)行模擬時，上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)控制信號到永磁直線發(fā)電機(jī)6，對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行閉環(huán)控制，永磁直線發(fā)電機(jī)6所發(fā)電能通過切換開關(guān)7輸送到發(fā)電機(jī)側(cè)變流器8。
[0023]9)重復(fù)步驟5)到步驟7)，上位機(jī)系統(tǒng)根據(jù)模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)采集的各模擬數(shù)據(jù)對波浪能工況模擬系統(tǒng)的性能進(jìn)行評估。
[0024]上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種波浪能-潮流能綜合測試平臺，它包括一上位機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:它還包括波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)、模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)和功率分析儀；所述模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)采集所述波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)中電氣單元的模擬信號，經(jīng)所述功率分析儀處理后發(fā)送到所述上位機(jī)系統(tǒng)；所述上位機(jī)系統(tǒng)根據(jù)接收到的模擬信號對所述波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)進(jìn)行性能分析； 所述波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)包括拖動電機(jī)側(cè)變流器、永磁同步拖動電機(jī)、緊急制動、慣性輪、永磁同步發(fā)電機(jī)、永磁直線發(fā)電機(jī)、切換開關(guān)、發(fā)電機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器和供電變壓器；所述拖動電機(jī)側(cè)變流器與所述永磁同步拖動電機(jī)、緊急制動、慣性輪、永磁同步發(fā)電機(jī)依次連接構(gòu)成潮流能工況模擬系統(tǒng)，并通過所述切換開關(guān)與所述發(fā)電機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)連接；所述永磁直線發(fā)電機(jī)作為波浪能工況模擬系統(tǒng)，其也通過所述切換開關(guān)與所述發(fā)電系統(tǒng)連接；所述供電變壓器的高壓側(cè)與電網(wǎng)連接，所述供電變壓器的低壓側(cè)以及所述發(fā)電系統(tǒng)中的網(wǎng)側(cè)變流器與所述拖動電機(jī)側(cè)變流器連接，共同為整個波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)供電。2.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能-潮流能綜合測試平臺，其特征在于:所述模擬信號米集與輸入處理系統(tǒng)包括若干電流傳感器、若干電壓傳感器、若干溫度傳感器、若干振動傳感器和一轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速儀； 所述電流傳感器和電壓傳感器分別設(shè)置在所述發(fā)電側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器的輸入端和輸出端；所述溫度傳感器和振動傳感器分別設(shè)置在所述永磁同步拖動電機(jī)、緊急制動、慣性輪和永磁同步發(fā)電機(jī)上；所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速儀設(shè)置在所述永磁同步發(fā)電機(jī)上；各傳感器所采集的模擬信號經(jīng)所述功率分析儀處理后發(fā)送到所述上位機(jī)系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求2所述的一種波浪能-潮流能綜合測試平臺，其特征在于:所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速儀采用應(yīng)力傳感器和速度傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種波浪能-潮流能綜合測試平臺，它包括一上位機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：它還包括波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)、模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)和功率分析儀；模擬信號采集與輸入處理系統(tǒng)采集波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)中相關(guān)電氣單元的模擬信號，經(jīng)功率分析儀處理后發(fā)送到上位機(jī)系統(tǒng)；波浪能-潮流能工況模擬系統(tǒng)中拖動電機(jī)側(cè)變流器與永磁同步拖動電機(jī)、緊急制動、慣性輪、永磁同步發(fā)電機(jī)依次連接后，通過切換開關(guān)與發(fā)電機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)連接；永磁直線發(fā)電機(jī)通過切換開關(guān)與發(fā)電系統(tǒng)連接；供電變壓器的高壓側(cè)與電網(wǎng)連接，低壓側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器與拖動電機(jī)側(cè)變流器連接。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于波浪能-潮流能工況模擬及性能測試領(lǐng)域。
【IPC分類】G01R31/00, G01R31/34
【公開號】CN204789834
【申請?zhí)枴緾N201520543437
【發(fā)明人】張理, 李志川, 尹豐, 張琳, 吳勇虎, 齊寧
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油研究總院
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月24日