本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體地，涉及一種綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生能源技術(shù)，驅(qū)動著傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的變革與創(chuàng)新，起到了優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大作用。然而，風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展對風(fēng)電運(yùn)維人才的需求也急劇增加，如何快速有效地培養(yǎng)出大批技能合格的風(fēng)電運(yùn)維人才成為當(dāng)前急需解決的問題。

2、傳統(tǒng)的風(fēng)電場師帶徒的教學(xué)模式受制限于機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，無法做到隨講隨停，并且存在安全風(fēng)險(xiǎn)大、培訓(xùn)周期長的情況。部分培訓(xùn)機(jī)構(gòu)采用真實(shí)機(jī)組搭建教學(xué)平臺，此方式雖然能夠模擬還原現(xiàn)場實(shí)際場景，但資金投入巨大，無法實(shí)現(xiàn)批量推廣和應(yīng)用。為此，有必要開發(fā)一種綜合性的風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺，從而有效提高培訓(xùn)效率，降低培訓(xùn)成本和培訓(xùn)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)避免獨(dú)立教學(xué)平臺帶來的交互性差、仿真度低等弊端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中獨(dú)立風(fēng)電教學(xué)平臺存在的交互性差、仿真度低等弊端的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)能夠更全面地模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體運(yùn)行狀態(tài)，便于學(xué)員能夠在更接近實(shí)際工作環(huán)境的條件下進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)包括：模擬仿真平臺、主控制單元、變槳實(shí)訓(xùn)平臺、偏航實(shí)訓(xùn)平臺和供電單元；所述模擬仿真平臺包括環(huán)境變量采集單元和設(shè)備狀態(tài)模擬單元，其中，環(huán)境變量采集單元用于模擬風(fēng)電機(jī)組所處的真實(shí)環(huán)境，生成環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，設(shè)備狀態(tài)模擬單元通過信號線分別與變槳實(shí)訓(xùn)平臺和偏航實(shí)訓(xùn)平臺連接，用于形成不同類型的連接線路以模擬風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀況；所述變槳實(shí)訓(xùn)平臺用于模擬風(fēng)電機(jī)組的變槳?jiǎng)幼?；所述偏航?shí)訓(xùn)平臺用于模擬風(fēng)電機(jī)組的偏航動作；所述主控制單元分別與所述模擬仿真平臺、所述變槳實(shí)訓(xùn)平臺和所述偏航實(shí)訓(xùn)平臺連接，用于根據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)生成變槳?jiǎng)幼骺刂菩盘柡推絼幼骺刂菩盘?，所述主控制單元還用于根據(jù)不同類型的風(fēng)電電氣故障情況生成故障模擬信號；所述供電單元通過電纜分別與所述模擬仿真平臺、所述變槳實(shí)訓(xùn)平臺、所述偏航實(shí)訓(xùn)平臺和所述主控制單元連接，用于提供外部電源。

3、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述環(huán)境變量采集單元包括：風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)、航標(biāo)燈、振動傳感器、測溫元件、壓力傳感器和濕度傳感器；所述設(shè)備狀態(tài)模擬單元包括：控制柜、行程開關(guān)、低壓電氣組件和開關(guān)控制裝置，行程開關(guān)、低壓電氣組件和開關(guān)控制裝置均集成在控制柜中。

4、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述變槳實(shí)訓(xùn)平臺可以包括：變槳控制模塊、槳葉位置監(jiān)測組件、變槳驅(qū)動電機(jī)和變槳驅(qū)動組件；其中，槳葉位置監(jiān)測組件用于獲取槳葉位置信息，變槳控制模塊用于根據(jù)主控制單元下發(fā)的變漿動作控制信號控制變槳驅(qū)動電機(jī)啟動，以及根據(jù)槳葉位置信息控制變槳驅(qū)動電機(jī)停止，變槳驅(qū)動組件通過信號線與變槳驅(qū)動電機(jī)連接，用于接收變槳驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)動力以驅(qū)動槳葉旋轉(zhuǎn)。

5、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述槳葉位置監(jiān)測組件可以包括：變槳位置指示器、3-5度位置傳感器和89度位置傳感器；3-5度位置傳感器用于檢測槳葉的當(dāng)前位置，變槳位置指示器用于顯示槳葉的當(dāng)前位置，89度位置傳感器用于檢測槳葉是否開漿到位。

6、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述槳葉位置監(jiān)測組件還可以包括：91度限位開關(guān)和95度限位開關(guān)；91度限位開關(guān)用于檢測槳葉是否到達(dá)91度的預(yù)警位置，95度限位開關(guān)用于檢測槳葉是否到達(dá)95度的極限位置。

7、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述偏航實(shí)訓(xùn)平臺可以包括：偏航電機(jī)、偏航驅(qū)動組件、箱體和偏航位置指示器；其中，偏航電機(jī)、偏航驅(qū)動組件、偏航位置指示器、扭攬開關(guān)和偏航限位開關(guān)均集成在箱體中，偏航電機(jī)與偏航驅(qū)動組件連接，用于驅(qū)動風(fēng)電機(jī)組偏航，偏航位置指示器用于顯示偏航實(shí)訓(xùn)平臺的偏航位置。

8、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述偏航實(shí)訓(xùn)平臺還可以包括：扭攬開關(guān)和偏航限位開關(guān)；扭攬開關(guān)用于檢測電纜扭絞情況，偏航限位開關(guān)用于檢測偏航實(shí)訓(xùn)平臺偏航的極限位置。

9、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述偏航實(shí)訓(xùn)平臺還可以包括：液壓實(shí)訓(xùn)單元；液壓實(shí)訓(xùn)單元與偏航驅(qū)動組件連接，用于模擬偏航剎車動作。

10、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述液壓實(shí)訓(xùn)單元可以包括：液壓站、液壓配套管路、偏航剎車鉗和高速剎車鉗，液壓站通過液壓配套管路分別與偏航剎車鉗和高速剎車鉗連接。

11、在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)還可以包括：變頻器實(shí)訓(xùn)平臺；變頻器實(shí)訓(xùn)平臺分別與變槳實(shí)訓(xùn)平臺和偏航實(shí)訓(xùn)平臺連接，用于實(shí)現(xiàn)變頻控制。

12、通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有如下技術(shù)效果：

13、（1）相較于獨(dú)立實(shí)訓(xùn)平臺，本發(fā)明可以更全面地模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體運(yùn)行狀態(tài)，仿真度更高；

14、（2）本發(fā)明能夠開展包括但不限于實(shí)物認(rèn)知及拆解、模擬控制及調(diào)試操作、故障設(shè)置及排除等方面的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，有利于增強(qiáng)學(xué)員的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，全面提升學(xué)員的綜合素質(zhì)和綜合能力；

15、（3）本發(fā)明通過將多個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺集成在一起，減少了設(shè)備的重復(fù)建設(shè)，提高設(shè)備的利用率。

16、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：模擬仿真平臺、主控制單元、變槳實(shí)訓(xùn)平臺、偏航實(shí)訓(xùn)平臺和供電單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境變量采集單元包括：風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)、航標(biāo)燈、振動傳感器、測溫元件、壓力傳感器和濕度傳感器；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述變槳實(shí)訓(xùn)平臺包括：變槳控制模塊、槳葉位置監(jiān)測組件、變槳驅(qū)動電機(jī)和變槳驅(qū)動組件；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述槳葉位置監(jiān)測組件包括：變槳位置指示器、3-5度位置傳感器和89度位置傳感器；3-5度位置傳感器用于檢測槳葉的當(dāng)前位置，變槳位置指示器用于顯示槳葉的當(dāng)前位置，89度位置傳感器用于檢測槳葉是否開漿到位。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述槳葉位置監(jiān)測組件還包括：91度限位開關(guān)和95度限位開關(guān)；91度限位開關(guān)用于檢測槳葉是否到達(dá)91度的預(yù)警位置，95度限位開關(guān)用于檢測槳葉是否到達(dá)95度的極限位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述偏航實(shí)訓(xùn)平臺包括：偏航電機(jī)、偏航驅(qū)動組件、箱體和偏航位置指示器；其中，偏航電機(jī)、偏航驅(qū)動組件、偏航位置指示器、扭攬開關(guān)和偏航限位開關(guān)均集成在箱體中，偏航電機(jī)與偏航驅(qū)動組件連接，用于驅(qū)動風(fēng)電機(jī)組偏航，偏航位置指示器用于顯示偏航實(shí)訓(xùn)平臺的偏航位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述偏航實(shí)訓(xùn)平臺還包括：扭攬開關(guān)和偏航限位開關(guān)；扭攬開關(guān)用于檢測電纜扭絞情況，偏航限位開關(guān)用于檢測偏航實(shí)訓(xùn)平臺偏航的極限位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述偏航實(shí)訓(xùn)平臺還包括：液壓實(shí)訓(xùn)單元；液壓實(shí)訓(xùn)單元與偏航驅(qū)動組件連接，用于模擬偏航剎車動作。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓實(shí)訓(xùn)單元包括：液壓站、液壓配套管路、偏航剎車鉗和高速剎車鉗，液壓站通過液壓配套管路分別與偏航剎車鉗和高速剎車鉗連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：變頻器實(shí)訓(xùn)平臺；變頻器實(shí)訓(xùn)平臺分別與變槳實(shí)訓(xùn)平臺和偏航實(shí)訓(xùn)平臺連接，用于實(shí)現(xiàn)變頻控制。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種綜合性風(fēng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，包括：模擬仿真平臺、主控制單元、變槳實(shí)訓(xùn)平臺、偏航實(shí)訓(xùn)平臺和供電單元；模擬仿真平臺用于模擬風(fēng)電機(jī)組所處的真實(shí)環(huán)境，生成環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及形成不同類型的連接線路以模擬風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀況；變槳實(shí)訓(xùn)平臺用于模擬風(fēng)電機(jī)組的變槳?jiǎng)幼?；偏航?shí)訓(xùn)平臺用于模擬風(fēng)電機(jī)組的偏航動作；主控制單元，用于根據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)生成變槳?jiǎng)幼骺刂菩盘柡推絼幼骺刂菩盘?，還用于根據(jù)不同類型的風(fēng)電電氣故障情況生成故障模擬信號；供電單元通用于提供外部電源。通過本發(fā)明提供的系統(tǒng)，能夠更全面地模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體運(yùn)行狀態(tài)，便于學(xué)員能夠在更接近實(shí)際工作環(huán)境的條件下進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

技術(shù)研發(fā)人員：韓林璞,蔣榮利,梁凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國能聯(lián)合動力技術(shù)（保定）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28