本发明涉及风电机组子系统测试的，尤其是指一种风电机组子系统的仿真测试系统及方法。
背景技术：
1、随着风电行业的发展，风电机组对于安全性的要求也随之提高。风电机组设计为了满足不同需求，其子系统组件配置存在差异。不同子系统组件所设计的控制程序，控制逻辑也大不相同，再加上由于程序修改所造成的版本更新迭代，导致了控制程序版本过多，这就使得将固定的仿真模型用于测试种类繁多的控制程序难以实现。所以为了便捷的测试出不同子系统控制程序的安全性、全面性以及合法性，以往的根据固定模型测试的方法已经不再适用。
2、在风电机组子系统控制程序测试验证中，通常根据子系统部件物理特性搭建数学模型，将模型模拟出的物理量传入控制程序，控制程序再根据监测到的值进行判断，下达相应控制指令，由此形成闭环。但由于数学模型要求严谨且符合实物物理特性，设置参数较多，步骤较为复杂，当子系统部件发生变化，需要重新根据实物建立模型。不适合大批量的工程运用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种风电机组子系统的仿真测试系统及方法，通过仿真子系统各个组件，验证控制程序中的所有控制点是否能与实物控制点一一对应，集成风电机组子系统模型，可以直观的查看数字化3d模型，进行界面调测，通过ui界面模块操作生成测试用例，使测试结果能够清晰直观的进行展示，操作简洁，易上手，能够通过简单的界面操作操作，快速的针对部分或全局控制程序进行仿真测试，具有较好的针对性、便捷性以及可扩展性。
2、本发明的目的通过下述技术方案实现：一种风电机组子系统的仿真测试系统，包括：
3、ui界面模块，用于设置通讯端口、选择测试机型以及生成测试数据；
4、通讯模块，用于在子系统控制程序与仿真测试系统之间建立通讯连接；
5、仿真控制模块，用于仿真模拟风电机组从启动到正常运行的过程；
6、子系统仿真模块，用于仿真子系统的各个部件，并使用测试数据进行测试；
7、动态响应仿真模块，根据子系统各部件特性，构建动态响应模型，做出各种状态值的变化。
8、进一步，所述ui界面模块执行以下操作：
9、ui界面模块与通讯模块、仿真控制模块、子系统仿真模块以及动态响应仿真模块通讯连接，进行配置通讯端口、选择子系统控制程序版本、选择测试类型、生成测试数据以及从测试用例库提取测试数据功能的操作，并单独为每一个风电机组子系统变量设置测试值及其持续时间；同时绘制元器件动画，通过模型模仿子系统各个组件当前状态，做出对应动作，最后触发开始仿真。
10、进一步，所述通讯模块执行以下操作：
11、使仿真测试系统的设备与子系统控制程序所在的控制设备建立连接，将二者之间的传输数据相互转换，采用若干通讯协议，通过读参数配置文件获取通讯变量信息，通讯周期设定为与子系统控制程序所在的控制设备的循环周期一致。
12、进一步，所述仿真控制模块执行以下操作：
13、设置风电机组运行的基本信息，构建主干数学模型，从主干数学模型获取当前风电机组发电机转矩以及桨叶角度后，通过通讯模块实时与子系统的控制设备通讯，从控制设备中获取控制指令，实现仿真风电机组从启动到正常运行的全过程。
14、进一步，所述构建主干数学模型包括：
15、采用四阶龙格库塔法计算发电机转矩，具体步骤如下：
16、设置初始叶轮转速、初始变桨角度、初始叶尖速比λ＝0.0，给风电机组常量赋值：空气密度ρ、叶轮半径r、发电机转动惯量jg、叶轮转动惯量jr、传动链阻尼系数ddt、传动链刚度系数sdt以及齿轮箱速比ng，计算出ta气动力矩：
17、
18、公式(1)中uax表示轴向叶轮有效风速，ωr和ωg分别表示叶轮转速，发电机转速；
19、使用四阶龙哥库塔法进行数值积分，计算状态量ωr,ωg,γ
20、
21、
22、
23、上述(2)中，ddt为传动链阻尼系数，ng为齿轮箱速比，sdt为传动链刚度系数，tgen为发电机电磁力矩，γ为轴形变角度；
24、通过积分方法不停计算状态量与plc程序交换，通过不停迭代计算出当前风电机组发电机转矩。
25、进一步，所述子系统仿真模块执行以下操作：
26、通过实时数据交互方式进行搭建，获取子系统的待测试单元变量，通过ui界面模块配置生成单元测试数据，使测试数据实时与子系统控制程序进行交互，从而达到测试的目的，或通过调取预设的测试用例数据库的方式，直接将配套的测试用例用于测试。
27、进一步，所述动态响应仿真模块执行以下操作：
28、根据子系统各部件特性，构建动态响应模型，根据子系统控制程序下达的指令，做出各种状态值的变化，获取当前风电机组状态以及控制指令，仿真下一个时刻子系统各部件的状态，实现完整的实时闭环仿真；其中，动态响应模型通过模块化处理，将其封装成可灵活变化的模块化组件，随时通过ui界面模块设置组件参数。
29、一种风电机组子系统的仿真测试方法，该方法通过处理器调用上述的风电机组子系统的仿真测试系统中的ui界面模块、通讯模块、仿真控制模块、子系统仿真模块以及动态响应仿真模块实现。
30、一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据上述的风电机组子系统的仿真测试方法。
31、一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述的风电机组子系统的仿真测试方法。
32、本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
33、1、具有强针对性的组件仿真：本发明设计仿真内容涉及风电机组子系统的各种部件，主要针对子系统控制程序的验证，无需复杂的物理模型，使用简洁的模拟方法，旨在对控制逻辑的测试；
34、2、适配各种规模的测试：本发明具有较好的灵活性，无论是局部控制逻辑的更改还是大规模的集成测试，都可以通过ui界面模块生成测试数据或导入测试用例库数据的方式完成测试。
35、3、能够快速相应测试需求：本发明简化构建物理模型的复杂流程，能够直接通过输入数据模仿组件运行状况，简单快速的完成测试。
36、4、安全性：本发明采用仿真测试的方法，避免现场运行调试时发生意外，提高风机运行安全性。
1.一种风电机组子系统的仿真测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风电机组子系统的仿真测试系统，其特征在于，所述ui界面模块执行以下操作：
3.根据权利要求1所述的一种风电机组子系统的仿真测试系统，其特征在于，所述通讯模块执行以下操作：
4.根据权利要求3所述的一种风电机组子系统的仿真测试系统，其特征在于，所述仿真控制模块执行以下操作：
5.根据权利要求4所述的一种风电机组子系统的仿真测试系统，其特征在于，所述构建主干数学模型包括：
6.根据权利要求1所述的一种风电机组子系统的仿真测试系统，其特征在于，所述子系统仿真模块执行以下操作：
7.根据权利要求1所述的一种风电机组子系统的仿真测试系统，其特征在于，所述动态响应仿真模块执行以下操作：
8.一种风电机组子系统的仿真测试方法，其特征在于，该方法通过处理器调用权利要求1-7任一项所述的风电机组子系统的仿真测试系统中的ui界面模块、通讯模块、仿真控制模块、子系统仿真模块以及动态响应仿真模块实现。
9.一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，执行根据权利要求8所述的风电机组子系统的仿真测试方法。
10.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求8所述的风电机组子系统的仿真测试方法。
