（中国大唐集团科技工程有限公司 100097）
摘要：风力发电厂在现代化建设过程中，一直致力于改善能源结构，主要目的在于有效降低发电过程对生态系统所造成的负面影响。鉴于风力发电机在发电过程中具有的重要作用，对风力发电机自动化测试系统进行分析研究，能有效解决传统风力发电所存在的问题，推动风力发电系统的发展。但是由于风力发电系统后期维护成本较高，所以风力发电发展过程中需要有效提高风力发电机的稳定性。本文对风力发电机测试系统设计及数据处理进行分析研究，希望能够推动风力发电机现代化发展建设的进程。
关键词：风力发电机；自动化测试系统；设计；数据处理
前言：伴随着世界性能源危机预期压力增大，能源结构正在发生转变，人们开始逐渐将目光放在可再生能源上面。传统矿物质能源在燃烧过程中，所造成的环境问题十分严重，极易出现室温效应。人们长期在这种大气环境中生活，身体健康也会受到严重影响。国民经济在快速发展建设过程中，可再生能源短缺已经成为不争的事实，相关部门也制定了大量政策，促进可再生能源发展，其中可操作性较强的是风电能源。
1、风力发电机测试系统及其原理
1.1风力发电机测试系统组成
风力发电机测试系统在实际应用过程中，主要是对变频机组频率及有关参数进行检测，风力发电机所检测到的信息需要传输到上位机内，进而通过信息管理系统界面直接展现在用户面前，实现整个数据的处理流程。根据风力发电机测试系统应用的实际情况，可以构建如图一所示的基本框图。
由图一可知，风力发电机测试系统主要由四部分构成，分别为电源系统、高精度数据采集系统、工控机与传感器。风力发电机测试系统所测试到的数据信息，全部通过工控机传输到界面显示器上，在测试过程中需要应用到显示仪表与参数测量仪，风力发电机测试系统在工控机休息的状态之下，也能够对有关参数进行检测。正是由于此种优势，风力发电机测试系统能够将所测试到的数据信息在现场、远程显示界面内同时显示[1]。
1.2风力发电机测试电源系统
风能在发电过程中具有十分显著的不确定性，这就需要变速恒频风力发电系统在运行过程中能够捕获最大风能。发电机在实际转动过程中，速度一直不断发生变化，风力发电机测试电源系统需要具有良好的变频性能。
如图二所示，风力发电机测试电源系统电能是在交流母线内获取，变压器需要将直流电源转变为交流电流，经过滤波单元处理之后获取直流电压。风力发电机测试电源系统在设计过程中，采取单元设计模式，最大程度降低电源容量，提高风力发电机测试电源系统的稳定性。与此同时，风力发电机测试电源系统在设计过程中，还应用了软起动措施，也就是在QF11闭合情况下，风力发电机测试电源系统在经过软起动之后，整个供电速度缓慢下降。电压数值在达到一定标准以后，QF12闭合[2]。
2、电源质量分析与数据处理算法研究
2.1电源质量分析
为了能够有效提高风力发电机测试结果的精确性，风力发电机测试需要遵守一定电源质量标准。电源质量标准主要体现在三个方面，分别为谐波电压因数、频率的偏差与三相电源。本文所分析的风力发电机测试电源系统电能是从电网内获取，因此在运行过程中并不存在频率偏差与稳定性等方面问题。在对电源质量进行分析额过程中，主要从两个方面着手，分别为谐波电压因数与三相电源对称性[3]。
2.1.1谐波电压因数
谐波电压因数含义与电压正弦性畸变率大体相同，也就是对电压波形与正弦波程度之间所存在的差值进行判断。严格意义上来说，电压波形如果并不是正弦波，可以借助针对方法对电压波形进行划分，将电压波形划分为正弦波与高次谐波，也就是说电压波形如果不是正弦波，也可以将其认为是正弦波与高次谐波的结合。
在对正弦交流电谐波电压因数标示过程中，可以应用以下方程式：
方程式内的n表示谐波次数，在三相电源内并不包含3的倍数，因此n正常情况下≤3。
2.1.2三相电源对称性
三相交流电源所具有的不对称性主要体现在两个方面，首先就是三相交流电源相角的不对称，也就是三相电源电压相差并不是120°。就三相交流电源来说，发电机相位角十分规范，因此发电机在应用过程中并不需要对三相电源对称性进行考虑；其次就是三相交流幅值不对称，造成三相电源幅值不对称的原因较多，例如电路三相不平衡、用电量不均匀等[4]。
2.2圆图计算法
发电机在运行过程中所得到的工作特点曲线主要由两个部分因素所决定，分别为发电机的额定电压及额定频率。按照发电机输入功率及电流制成发电机工作曲线示意图。在数据处理过程中，主要应用两种方法进行处理，分别为转差率与效率测量方法。转差率测量方法其中还包含多种子方法，例如闪光法、感应线圈法、十进频率仪法等；效率测量方法也包含多种计算法，例如圆图计算法、等值电路法、降低电压负载法等，本文在对转差率与功率因素计算过程中，由于风力发电机组内发电机额定功率参数较大，所以应用圆图计算法。
圆图计算法对转差率与功率因素计算过程中，是按照电动机在空载运行及负载运行过程中所检测到的数据进行计算，以圆图作为计算基础，从图形关系上对发动机效率及功率因素进行计算[5]。
结论：风力发电技术在逐渐完善过程中，可以对社会带来良好经济效益，也带来了社会、环境效益。风力发电技术越加成熟，风力发电设备所具有的容量也越加提高，有关产品质量也在逐步完善，风力发电是保证社会经济可持续发展的重要能源。风力发电造价成本较为低廉，经济效益十分突出。所以对风力发电机自动化测试系统设计及数据处理进行分析研究，对风力发电技术的发展具有重要意义，同时也能推动社会经济的可持续发展。
参考文献：
[1]颜喜,张世军,蒋银忠,邓艾东.风力发电机组状态监测系统的设计[J].自动化仪表,2015,02:80-83,87.
[2]颜喜,邓艾东,周崇波,孙少鹏,张瑞.风力发电机组状态监测系统中通信处理设计[J].工业控制计算机,2015,05:27-28.
[3]周平,余修武,程全芷.基于小波变换风力发电机组振动安全监测系统设计[J].中国安全生产科学技术,2012,09:77-80
论文作者:杨雪飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：过程中论文; 测试论文; 风力发电机论文; 电源论文; 系统论文; 电压论文; 谐波论文; 《电力设备》2017年第5期论文;