技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及
可再生能源技術(shù)的
風(fēng)能與動(dòng)
力工程教學(xué)領(lǐng)域，具體為風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置及其模擬方法。
背景技術(shù)
[0002] 隨著當(dāng)前
風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，配合行業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)需求，高等院校風(fēng)力發(fā)電相關(guān)專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，其專業(yè)教學(xué)大部分采用教師單純講授與工廠參觀的形式，學(xué)生無法進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，尤其對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性和監(jiān)控的相關(guān)知識(shí)理解不深刻。而真正的風(fēng)力
發(fā)電機(jī)組造價(jià)昂貴、體積巨大、機(jī)組控制策略復(fù)雜難懂，難以將實(shí)際的
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用到普通高校教學(xué)中來。
發(fā)明內(nèi)容
[0003] 為了滿足教學(xué)需要，克服當(dāng)前教學(xué)方法的
缺陷，本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置及其模擬方法，通過設(shè)計(jì)好的各模
塊，模擬了實(shí)際的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是：
[0005] 風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置，包括PLC
控制器模塊、工具箱、電源模塊、實(shí)驗(yàn)面板區(qū)域、風(fēng)輪特性模塊、風(fēng)電機(jī)組模型；所述的PLC控制器模塊通過
連接線分別與實(shí)驗(yàn)面板區(qū)域、風(fēng)輪特性模塊、風(fēng)電機(jī)組模型連接；電源模塊分別為PLC控制器模塊、實(shí)驗(yàn)面板區(qū)域、風(fēng)輪特性模塊提供電源。
[0006] PLC控制器模塊，包括輸入端口、輸出端口、
液晶屏、RS232
接口，通過RS232接口與計(jì)算機(jī)連接。
[0007] 實(shí)驗(yàn)面板區(qū)包括啟動(dòng)條件模擬區(qū)、運(yùn)行狀態(tài)模擬區(qū)、安全系統(tǒng)模擬區(qū)、模擬
信號(hào)輸入?yún)^(qū)、故障報(bào)警模擬區(qū)、變槳?jiǎng)幼髂M區(qū)、
偏航動(dòng)作模擬區(qū)組成；
[0008] 啟動(dòng)條件模擬區(qū)采用6個(gè)并聯(lián)的
開關(guān)與PLC控制器模塊的輸入端口連接，分別模擬
葉片位置、偏航、閘位、變流器、液壓準(zhǔn)備和變距機(jī)構(gòu)這六個(gè)啟動(dòng)條件；
[0009] 運(yùn)行狀態(tài)模擬區(qū)采用4個(gè)并聯(lián)的開關(guān)與PLC控制器模塊的輸出端口連接，分別模擬待機(jī)、開機(jī)、并網(wǎng)、停機(jī)這四個(gè)運(yùn)行狀態(tài)；還包括復(fù)位按鈕和手/自動(dòng)并網(wǎng)切換開關(guān)，與PLC控制器模塊的輸入端口連接；
[0010] 安全系統(tǒng)模擬區(qū)采用6個(gè)
串聯(lián)的開關(guān)，分別模擬發(fā)電機(jī)過載、控制器失步、急停、風(fēng)輪超速、過振和發(fā)電機(jī)超速這六個(gè)安全問題，從而模擬實(shí)際風(fēng)電機(jī)組的緊急安全鏈；
[0011]
模擬信號(hào)輸入?yún)^(qū)有兩個(gè)旋鈕，分別模擬風(fēng)速和風(fēng)向；風(fēng)速由一個(gè)模擬
輸入信號(hào)來模擬風(fēng)速大小，將輸入
電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為風(fēng)速大小，PLC程序會(huì)根據(jù)模擬輸入風(fēng)速的大小，改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并顯示在液晶屏上；風(fēng)向由一個(gè)模擬輸入信號(hào)來模擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大小，將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為風(fēng)向大??；
[0012] 故障報(bào)警模擬區(qū)采用6個(gè)并聯(lián)的開關(guān)與PLC控制器模塊的輸入端口連接，分別模擬偏航系統(tǒng)故障、液壓系統(tǒng)故障、變距系統(tǒng)故障、電氣保護(hù)故障和變流器故障這六個(gè)常見故障；
[0013] 變槳?jiǎng)幼髂M區(qū)采用變槳電機(jī)與PLC控制器模塊輸出端口連接，通過調(diào)節(jié)順
時(shí)針變槳旋鈕和逆時(shí)針變槳旋鈕來模擬正變槳?jiǎng)幼骱拓?fù)變槳?jiǎng)幼鳎蛔儤?a href='/zhuanli/list-23656-1.html' target='_blank'>角度由一個(gè)模擬輸入信號(hào)來模擬，將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為變槳角度；
[0014] 偏航動(dòng)作模擬區(qū)采用偏航電機(jī)與PLC控制器模塊輸出端口連接，通過調(diào)節(jié)順時(shí)針偏航旋鈕和逆時(shí)針偏航旋鈕來模擬正偏航動(dòng)作和負(fù)偏航動(dòng)作；偏航角度由一個(gè)模擬輸入信號(hào)來模擬，將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為偏航角度；
[0015] 還包括安全繼電器，負(fù)責(zé)模擬機(jī)組故障時(shí)的緊急關(guān)機(jī)過程；并聯(lián)的開關(guān)應(yīng)由接入PLC控制器模塊的輸入端口，串聯(lián)的安全鏈開關(guān)接入PLC控制器模塊輸入端口。
[0016] 風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置的模擬方法，包括以下a～h步驟：
[0017] a、設(shè)計(jì)控制策略
[0018] 設(shè)置好PLC控制器模塊各輸入輸出端口的控制量；
[0019] b、開機(jī)功能的模擬
[0020] ①檢查使得各個(gè)儀器是否處于復(fù)位狀態(tài)；
[0021] ②檢查所有的故障報(bào)警全部排除；
[0022] ③按下所有的啟動(dòng)條件按鈕，表明風(fēng)電機(jī)組已滿足所有啟動(dòng)條件，做好開機(jī)準(zhǔn)備；
[0023] ④調(diào)節(jié)風(fēng)速旋鈕，使模擬輸入風(fēng)速到達(dá)風(fēng)電機(jī)組的啟動(dòng)風(fēng)速3m/s，則風(fēng)電機(jī)組模型可以開機(jī)，此時(shí)按下開機(jī)按鈕，則待機(jī)燈滅開機(jī)燈亮，這便模擬了風(fēng)電機(jī)組的整個(gè)開機(jī)過程；
[0024] ⑤在待機(jī)或開機(jī)狀態(tài)下，若按下任何一個(gè)故障按鈕，則風(fēng)電機(jī)組模型立即停機(jī)，待機(jī)燈和開機(jī)燈滅，停機(jī)燈亮，這便模擬了風(fēng)電機(jī)組在突然出現(xiàn)故障時(shí)的狀態(tài)；清除故障后，按下復(fù)位按鈕，同時(shí)風(fēng)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速均歸零，才能再次啟動(dòng)；對(duì)于六個(gè)安全鏈的開關(guān)，斷開任何一個(gè)，此時(shí)，急停燈亮，安全燈滅，從而模擬風(fēng)電機(jī)組的安全鏈保護(hù)系統(tǒng)；
[0025] c、偏航動(dòng)作控制的模擬方法：
[0026] 調(diào)節(jié)風(fēng)向旋鈕模擬輸入風(fēng)向，則滿足偏航條件，風(fēng)電機(jī)組模型可以進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)偏航，從而模擬風(fēng)電機(jī)組的偏航功能；
[0027] d、并網(wǎng)功能的模擬方法
[0028] 調(diào)節(jié)風(fēng)速旋鈕使PLC上顯示的轉(zhuǎn)速達(dá)到1000r/min，則滿足并網(wǎng)條件，風(fēng)電機(jī)組模型可以進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)并網(wǎng)，從而模擬風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)功能；
[0029] e、變槳?jiǎng)幼骺刂频哪M方法
[0030] 首先調(diào)節(jié)風(fēng)速旋鈕使模擬輸入風(fēng)速達(dá)到12m/s，滿足變槳條件；再將風(fēng)輪葉片與步進(jìn)電機(jī)的
輸出軸連接，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片會(huì)按控制的速度隨之旋轉(zhuǎn)，從而改變?nèi)~片的槳距角，實(shí)現(xiàn)變槳?jiǎng)幼?；風(fēng)電機(jī)組模型可以進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)變槳，從而模擬風(fēng)電機(jī)組的變槳功能；
[0031] f.安全停機(jī)的模擬方法
[0032] 在發(fā)電運(yùn)行中，當(dāng)按下某個(gè)安全鏈開關(guān)時(shí)，表明監(jiān)測(cè)到風(fēng)電機(jī)組模型對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)安全問題，則風(fēng)電機(jī)組模型會(huì)停止發(fā)電運(yùn)行，進(jìn)行安全停機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組安全停機(jī)的模擬功能；
[0033] g.故障停機(jī)的模擬方法
[0034] 在發(fā)電運(yùn)行中，當(dāng)按下某個(gè)故障報(bào)警開關(guān)時(shí)，表明監(jiān)測(cè)到風(fēng)電機(jī)組模型對(duì)應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則風(fēng)電機(jī)組模型會(huì)停止發(fā)電運(yùn)行，進(jìn)行緊急停機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組故障停機(jī)的模擬功能；
[0035] h.正常停機(jī)的模擬方法
[0036] 在發(fā)電運(yùn)行中，調(diào)節(jié)風(fēng)速旋鈕使模擬輸入風(fēng)速達(dá)到
切出風(fēng)速25m/s,滿足正常停機(jī)的要求，此時(shí)按下停機(jī)按鈕，停機(jī)燈亮，則風(fēng)電機(jī)組模型就會(huì)停止發(fā)電運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組正常停機(jī)的模擬功能。
[0037] 本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置及其模擬方法，用于教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)者自主設(shè)計(jì)的程序與控制回路，通過PLC控制器模塊和風(fēng)輪特性模快，進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組全自動(dòng)運(yùn)行控制編程，模擬真實(shí)的風(fēng)電機(jī)組發(fā)電運(yùn)行；利用實(shí)驗(yàn)面板上的故障報(bào)警模擬區(qū)、變槳電機(jī)、偏航電機(jī)和風(fēng)電機(jī)組模型，可以實(shí)時(shí)觀測(cè)到實(shí)驗(yàn)者自主設(shè)計(jì)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電運(yùn)行、控制策略及其控制運(yùn)行仿真效果。
附圖說明
[0038] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)面板區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖3是本發(fā)明的風(fēng)輪特性模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖4是本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組模型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖5是本發(fā)明的模擬方法
流程圖；
[0043] 圖6是
實(shí)施例的開機(jī)功能的模擬流程圖；
[0044] 圖7是實(shí)施例的偏航動(dòng)作控制的模擬流程圖；
[0045] 圖8是實(shí)施例的并網(wǎng)功能的模擬流程圖；
[0046] 圖9是實(shí)施例的變槳?jiǎng)幼骺刂频哪M流程圖。
具體實(shí)施方式
[0047] 結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
[0048] 如圖1所示，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置，包括PLC控制器模塊1、工具箱2、電源模塊3、實(shí)驗(yàn)面板區(qū)域4、風(fēng)輪特性模塊5、風(fēng)電機(jī)組模型6；PLC控制器模塊1通過連接線分別與實(shí)驗(yàn)面板區(qū)域4、風(fēng)輪特性模塊5、風(fēng)電機(jī)組模型6連接；電源模塊3分別為PLC控制器模塊1、實(shí)驗(yàn)面板區(qū)域4、風(fēng)輪特性模塊5提供電源。
[0049] PLC控制器模塊1，包括輸入端口、輸出端口、液晶屏、RS232接口，通過RS232接口與計(jì)算機(jī)連接；
[0050] 該P(yáng)LC控制器模塊1采用一類可編程的
存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。該P(yáng)LC控制器模塊1具有以下性能：
[0051] ①第三代微型可編程控制器；
[0052] ②基本單元自帶兩路高速通訊接口，RS422&USB；
[0053] ③內(nèi)置高達(dá)32K
大容量存儲(chǔ)器；
[0054] ④標(biāo)準(zhǔn)模式時(shí)基本指令處理速度可達(dá)0.21μs；
[0055] ⑤控制規(guī)模:14～256點(diǎn)，包括CC-LINK網(wǎng)絡(luò)I/O；
[0056] ⑥
定位功能設(shè)置簡便，最多三軸；
[0057] ⑦可實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算；
[0058] ⑧可設(shè)置兩級(jí)密碼，每級(jí)16字符，增強(qiáng)密碼保護(hù)功能。
[0059] 實(shí)驗(yàn)者利用上位機(jī)程序?qū)⒆灾髟O(shè)計(jì)的控制策略下載到PLC中，PLC控制器模塊控制風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置各模塊運(yùn)行。
[0060] 工具箱2包含連接線、十字螺絲刀、備用
螺母、備用
螺柱等用于實(shí)驗(yàn)線路的連接。
[0061] 電源模塊3是一個(gè)AC220V轉(zhuǎn)DC?24V模塊，通過線路與其他模塊的各個(gè)部分相連接，為PLC控制器模塊1提供+24V電源及共
陽極高電平，為實(shí)驗(yàn)面板區(qū)域4、風(fēng)輪特性模塊5提供共陽極高電平。
[0062] 如圖2所示，實(shí)驗(yàn)面板區(qū)4包括啟動(dòng)條件模擬區(qū)4.1、運(yùn)行狀態(tài)模擬區(qū)4.2、安全系統(tǒng)模擬區(qū)4.3、模擬信號(hào)輸入?yún)^(qū)4.4、故障報(bào)警模擬區(qū)4.5、變槳?jiǎng)幼髂M區(qū)4.6、偏航動(dòng)作模擬區(qū)4.7組成。
[0063] 啟動(dòng)條件模擬區(qū)4.1采用6個(gè)并聯(lián)的開關(guān)與PLC控制器模塊1的輸入端口連接，分別模擬葉片位置、偏航、閘位、變流器、液壓準(zhǔn)備和變距機(jī)構(gòu)這六個(gè)啟動(dòng)條件。
[0064] 運(yùn)行狀態(tài)模擬區(qū)4.2采用4個(gè)并聯(lián)的開關(guān)與PLC控制器模塊1的輸出端口連接，分別模擬待機(jī)、開機(jī)、并網(wǎng)、停機(jī)這四個(gè)運(yùn)行狀態(tài)；還包括復(fù)位按鈕和手/自動(dòng)并網(wǎng)切換開關(guān)，與PLC控制器模塊1的輸入端口連接。
[0065] 安全系統(tǒng)模擬區(qū)4.3采用6個(gè)串聯(lián)的開關(guān)，分別模擬發(fā)電機(jī)過載、控制器失步、急停、風(fēng)輪超速、過振和發(fā)電機(jī)超速這六個(gè)安全問題，從而模擬實(shí)際風(fēng)電機(jī)組的緊急安全鏈。
[0066] 模擬信號(hào)輸入?yún)^(qū)4.4有兩個(gè)旋鈕，分別模擬風(fēng)速和風(fēng)向；風(fēng)速由一個(gè)模擬輸入信號(hào)來模擬風(fēng)速大小，將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為風(fēng)速大小，PLC程序會(huì)根據(jù)模擬輸入風(fēng)速的大小，改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并顯示在液晶屏上；風(fēng)向由一個(gè)模擬輸入信號(hào)來模擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大小，將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為風(fēng)向大小；
[0067] 故障報(bào)警模擬區(qū)4.5采用6個(gè)并聯(lián)的開關(guān)與PLC控制器模塊1的輸入端口連接，分別模擬偏航系統(tǒng)故障、液壓系統(tǒng)故障、變距系統(tǒng)故障、電氣保護(hù)故障和變流器故障這六個(gè)常見故障。
[0068] 變槳?jiǎng)幼髂M區(qū)4.6采用變槳電機(jī)與PLC控制器模塊1輸出端口連接，通過調(diào)節(jié)順時(shí)針變槳旋鈕和逆時(shí)針變槳旋鈕來模擬正變槳?jiǎng)幼骱拓?fù)變槳?jiǎng)幼?；變槳角度由一個(gè)模擬輸入信號(hào)來模擬，將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為變槳角度；
[0069] 偏航動(dòng)作模擬區(qū)4.7采用偏航電機(jī)與PLC控制器模塊1輸出端口連接，通過調(diào)節(jié)順時(shí)針偏航旋鈕和逆時(shí)針偏航旋鈕來模擬正偏航動(dòng)作和負(fù)偏航動(dòng)作；偏航角度由一個(gè)模擬輸入信號(hào)來模擬，將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為偏航角度；
[0070] 安全繼電器4.8負(fù)責(zé)模擬機(jī)組故障時(shí)的緊急關(guān)機(jī)過程；并聯(lián)的開關(guān)應(yīng)由接入PLC控制器模塊1的輸入端口，串聯(lián)的安全鏈開關(guān)接入PLC控制器模塊1輸入端口。
[0071] 如圖3所示，風(fēng)輪特性模塊5，通過通訊線和PLC控制器模塊1連接，內(nèi)嵌相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪特性輸出的程序
算法，在輸入端口輸入槳距角β、風(fēng)速v、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n三個(gè)參數(shù)，便會(huì)通過程序算法得出一組調(diào)節(jié)量并經(jīng)由PLC控制器模塊1發(fā)出動(dòng)作指令完成調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的運(yùn)行參數(shù)又會(huì)通過反饋通路作為風(fēng)輪特性模塊5的輸出參數(shù)，進(jìn)而完成新一輪調(diào)節(jié)。從而模擬了風(fēng)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中對(duì)風(fēng)輪的輸出特性。
[0072] 風(fēng)電機(jī)組模型6如圖4所示，風(fēng)電機(jī)組模型6，包括風(fēng)輪6.1，風(fēng)輪6.1安裝在
輪轂6.2上，、輪轂6.2連接
機(jī)艙6.3，機(jī)艙6.3安裝在
塔架6.4上。風(fēng)電機(jī)組模型6是整個(gè)儀器的控制對(duì)象，用來模擬實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)電機(jī)組模型6的輸入端口和PLC控制器模塊1輸出端口DAO相連接，以完成PLC的動(dòng)作指令，展示控制效果。風(fēng)電機(jī)組模型6的塔架6.4固定在偏航步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上。
[0073] 通過該儀器各模塊的共同作用便可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組啟動(dòng)、并網(wǎng)、變槳、偏航、停機(jī)等工況模擬的功能。下面介紹實(shí)現(xiàn)這些模擬功能所用的方法：
[0074] 實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)模擬功能的流程圖如5所示。
[0075] 其中，PLC控制器模塊1的輸入、輸出各端口設(shè)置如表1所示：
[0076] 表1PLC控制器模塊輸入、輸出各端口注釋表
[0077]
[0078]
[0079] 其中：
[0080] ①啟動(dòng)條件
[0081] 啟動(dòng)條件包括葉片位置、偏航、閘位、變流器、液壓準(zhǔn)備和變距機(jī)構(gòu)，6個(gè)開關(guān)分別對(duì)應(yīng)PLC輸入X004、X005、X006、X007、X010、X011。
[0082] ②安全鏈
[0083] 安全鏈包括發(fā)電機(jī)過載、控制器失步、急停、風(fēng)輪超速、過振和發(fā)電機(jī)超速六個(gè)開關(guān)。安全鏈通過繼電器控制PLC和急停燈的
電能供應(yīng)，其中安全鏈閉合PLC工作，安全鏈斷開急停燈亮；
[0084] ③故障報(bào)警
[0085] 故障報(bào)警包括發(fā)電機(jī)故障，偏航系統(tǒng)故障、液壓系統(tǒng)故障、變距系統(tǒng)故障、電氣保護(hù)故障和變流器故障，6個(gè)故障分別對(duì)應(yīng)PLC輸入X012、X013、X014、X015、X016、X017。
[0086] 各模擬功能的實(shí)現(xiàn)方法：
[0087] a、設(shè)計(jì)控制策略：
[0088] 用和PLC控制器模塊1配套的編程
軟件設(shè)計(jì)控制策略，設(shè)置好PLC控制器模塊1各輸入輸出端口的控制量，將自主編制的程序下載到PLC控制器模塊1中去，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置便有了自動(dòng)控制風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的功能。
[0089] 按照a中設(shè)計(jì)的控制策略將風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制教學(xué)模擬裝置各模塊連接好并接通電源后，便可逐步實(shí)現(xiàn)各個(gè)模擬功能。
[0090] b、開機(jī)功能的模擬方法：
[0091] (1)實(shí)現(xiàn)該功能的流程圖如圖6所示；
[0092] (2)實(shí)現(xiàn)該功能的具體方法：
[0093] ①檢查儀器是否處于復(fù)位狀態(tài)，若儀器處于復(fù)位狀態(tài)，則PLC讀數(shù)后控制待機(jī)燈亮，否則按下復(fù)位按鈕使儀器復(fù)位并處于待機(jī)狀態(tài)；
[0094] ②檢查所有的故障報(bào)警全部排除；
[0095] ③按下所有的啟動(dòng)條件按鈕，表明風(fēng)電機(jī)組已滿足所有啟動(dòng)條件，做好開機(jī)準(zhǔn)備；
[0096] ④調(diào)節(jié)風(fēng)速旋鈕，使模擬輸入風(fēng)速到達(dá)風(fēng)電機(jī)組的啟動(dòng)風(fēng)速3m/s，則風(fēng)電機(jī)組可以開機(jī)，此時(shí)按下開機(jī)按鈕，則待機(jī)燈滅開機(jī)燈亮，這便模擬了風(fēng)電機(jī)組的整個(gè)開機(jī)過程。
[0097] ⑤在待機(jī)或開機(jī)狀態(tài)下，若按下任何一個(gè)故障按鈕，則風(fēng)電機(jī)組立即停機(jī)，待機(jī)燈和開機(jī)燈滅，停機(jī)燈亮，這便模擬了風(fēng)電機(jī)組在突然出現(xiàn)故障時(shí)的狀態(tài)；清除故障后，按下復(fù)位按鈕，同時(shí)風(fēng)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速均歸零，才能再次啟動(dòng)；對(duì)于六個(gè)安全鏈的開關(guān)，斷開任何一個(gè)，此時(shí)，急停燈亮，安全燈滅，從而模擬風(fēng)電機(jī)組的安全鏈保護(hù)系統(tǒng)。
[0098] c、偏航動(dòng)作控制的模擬方法：
[0099] (1)實(shí)現(xiàn)該功能的流程圖如圖7所示；
[0100] (2)實(shí)現(xiàn)該功能的具體方法：
[0101] 調(diào)節(jié)風(fēng)向旋鈕模擬輸入風(fēng)向，則滿足偏航條件。
[0102] ①當(dāng)手/自動(dòng)開關(guān)在自動(dòng)側(cè)時(shí)，儀器會(huì)按照學(xué)生
自學(xué)習(xí)式偏航控制算法進(jìn)行自動(dòng)偏航，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)偏航功能；
[0103] ②當(dāng)手/自動(dòng)并網(wǎng)開關(guān)在手動(dòng)側(cè)時(shí)，按下順時(shí)針偏航按鈕，則步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)，由于風(fēng)電機(jī)組模型的塔架和步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連，則風(fēng)電機(jī)組模型也會(huì)隨著步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)，同時(shí)偏航角度會(huì)在PLC控制器模塊液晶屏上顯示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組順時(shí)針偏航動(dòng)作的模擬；按下逆時(shí)針偏航按鈕，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組逆時(shí)針偏航動(dòng)作的模擬；按下偏航控制的
鎖緊按鈕，則停止偏航，模擬了偏航動(dòng)作的
剎車系統(tǒng)；
[0104] d、并網(wǎng)功能的模擬方法
[0105] (1)實(shí)現(xiàn)該功能的流程圖如圖8所示；
[0106] (2)實(shí)現(xiàn)該功能的具體方法：
[0107] 調(diào)節(jié)風(fēng)速旋鈕使PLC上顯示的轉(zhuǎn)速達(dá)到1000r/min，則滿足并網(wǎng)條件，風(fēng)電機(jī)組模型準(zhǔn)備并網(wǎng)
[0108] ①當(dāng)手/自動(dòng)并網(wǎng)開關(guān)在自動(dòng)側(cè)時(shí)，儀器會(huì)進(jìn)行自動(dòng)并網(wǎng)，且并網(wǎng)燈亮，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)并網(wǎng)功能；
[0109] ②當(dāng)手/自動(dòng)并網(wǎng)開關(guān)在手動(dòng)側(cè)時(shí)，按下并網(wǎng)按鈕，則風(fēng)電機(jī)組模型并網(wǎng)，且并網(wǎng)燈亮，從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)并網(wǎng)功能。
[0110] e、變槳?jiǎng)幼骺刂频哪M方法
[0111] (1)實(shí)現(xiàn)該功能的流程圖如圖9所示；
[0112] (2)實(shí)現(xiàn)該功能的具體方法：
[0113] 首先調(diào)節(jié)模擬輸入風(fēng)速旋鈕使風(fēng)速達(dá)到12m/s，滿足變槳條件；再將風(fēng)輪葉片與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片會(huì)按控制的速度隨之旋轉(zhuǎn)，從而改變?nèi)~片的槳距角，實(shí)現(xiàn)變槳?jiǎng)幼鳌?/div>
[0114] ①當(dāng)手/自動(dòng)開關(guān)在自動(dòng)側(cè)時(shí)，儀器會(huì)按照學(xué)生自學(xué)習(xí)式變槳控制算法進(jìn)行自動(dòng)變槳，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變槳功能；
[0115] ②當(dāng)手/自動(dòng)并網(wǎng)開關(guān)在手動(dòng)側(cè)時(shí)，按下順時(shí)針變槳按鈕，步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)，帶動(dòng)葉片順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，變槳角度會(huì)在PLC液晶屏上顯示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組負(fù)變槳?jiǎng)幼鞯哪M；按下逆時(shí)針變槳按鈕，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組正變槳?jiǎng)幼鞯哪M；按下變槳控制的鎖緊按鈕，則停止變槳，從而模擬了變槳?jiǎng)幼髦械膭x車系統(tǒng)。
[0116] f.安全停機(jī)的模擬方法
[0117] 在發(fā)電運(yùn)行中，當(dāng)按下某個(gè)安全鏈開關(guān)時(shí)，表明監(jiān)測(cè)到風(fēng)電機(jī)組模型對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)安全問題，則風(fēng)電機(jī)組模型會(huì)停止發(fā)電運(yùn)行，進(jìn)行安全停機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組安全停機(jī)的模擬功能。
[0118] g.故障停機(jī)的模擬方法
[0119] 在發(fā)電運(yùn)行中，當(dāng)按下某個(gè)故障報(bào)警開關(guān)時(shí)，表明監(jiān)測(cè)到風(fēng)電機(jī)組模型對(duì)應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則風(fēng)電機(jī)組模型會(huì)停止發(fā)電運(yùn)行，進(jìn)行緊急停機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組故障停機(jī)的模擬功能。
[0120] h.正常停機(jī)的模擬方法
[0121] 在發(fā)電運(yùn)行中，調(diào)節(jié)風(fēng)速旋鈕使模擬輸入風(fēng)速達(dá)到切出風(fēng)速25m/s，滿足正常停機(jī)的要求，此時(shí)按下停機(jī)按鈕，停機(jī)燈亮，則風(fēng)電機(jī)組模型就會(huì)停止發(fā)電運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組正常停機(jī)的模擬功能。
