一種雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的性能測試仿真平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的性能測試仿真平臺(tái)，屬于新能源裝備性能測試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是目前世界上絕大多數(shù)在運(yùn)或在建風(fēng)電場的主流機(jī)型，而變頻控制器又是雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心部件，其性能直接決定了風(fēng)電場的設(shè)備安全和運(yùn)行效率。變頻控制器的作用主要體現(xiàn)于兩個(gè)方面:一是實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械能轉(zhuǎn)換電能的變速恒頻控制；二是電網(wǎng)低電壓故障時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穿越能力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。變頻控制器性能測試的傳統(tǒng)方法為純物理(實(shí)物)模型試驗(yàn)，但物理試驗(yàn)人力物力成本高、周期長、效率低且物理模型對(duì)系統(tǒng)整體等效性差，因此至今尚無法有針對(duì)性地開展變頻控制器入網(wǎng)檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的性能測試仿真平臺(tái)。
[0004]解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的性能測試仿真平臺(tái)，其特征在于:
[0006]所述的性能測試仿真平臺(tái)包括RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器、多個(gè)電壓信號(hào)功率放大器、多個(gè)電流信號(hào)功率放大器和多個(gè)光電隔離裝置，其中，所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器設(shè)有模擬量輸出接口板和數(shù)字量輸入接口板；所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器按真實(shí)參數(shù)建立有含雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電網(wǎng)數(shù)字仿真模型，該電網(wǎng)數(shù)字仿真模型包括風(fēng)力機(jī)及其風(fēng)能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換控制模型、感應(yīng)式異步發(fā)電機(jī)模型、雙PWM變流器勵(lì)磁電路模型和交流電網(wǎng)等效模型；
[0007]所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述雙PffM變流器勵(lì)磁電路模型中的變流器定子側(cè)交流電壓信號(hào)和變流器轉(zhuǎn)子側(cè)交流電壓信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，并且，輸出的兩組電壓信號(hào)模擬量中的每一路模擬量均通過一個(gè)所述電壓信號(hào)功率放大器輸出到受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的相應(yīng)信號(hào)輸入端子；
[0008]所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述雙PffM變流器勵(lì)磁電路模型中的變流器定子側(cè)交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，并且，輸出的電流信號(hào)模擬量中的每一路模擬量均通過一個(gè)所述電流信號(hào)功率放大器輸出到受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的相應(yīng)信號(hào)輸入端子；
[0009]所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述雙PffM變流器勵(lì)磁電路模型中的變流器IGBT電流、直流母線電壓和轉(zhuǎn)子位置角分別轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，并且，由該三者轉(zhuǎn)換輸出的模擬量中的每一路模擬量均通過一個(gè)所述光電隔離裝置輸出到受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的相應(yīng)信號(hào)輸入端子；
[0010]所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述交流電網(wǎng)等效模型中的斷路器和接觸器狀態(tài)信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，并且，輸出的狀態(tài)信號(hào)模擬量中的每一路模擬量均通過一個(gè)所述光電隔離裝置輸出到受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的相應(yīng)信號(hào)輸入端子；
[0011]所述數(shù)字量輸入接口板通過兩個(gè)所述光電隔離裝置分別接收受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器輸出的變流器IGBT點(diǎn)火脈沖信號(hào)和斷路器/接觸器控制信號(hào)，并且，所述數(shù)字量輸入接口板將接收到的變流器IGBT點(diǎn)火脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出給所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器的雙PffM變流器勵(lì)磁電路模型，所述數(shù)字量輸入接口板將接收到的斷路器/接觸器控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出給所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器的交流電網(wǎng)等效模型。
[0012]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換控制模型為按最大風(fēng)能追蹤策略設(shè)計(jì)的風(fēng)能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換控制模型，所述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述風(fēng)力機(jī)風(fēng)能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換控制模型中的最大風(fēng)能追蹤P/Q控制指令轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，并且，由輸出的控制指令模擬量通過一個(gè)所述光電隔離裝置輸出到受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的相應(yīng)信號(hào)輸入端子。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]第一，本發(fā)明用RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器建立含有雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電網(wǎng)數(shù)字仿真模型(即雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)的一次主回及風(fēng)力機(jī)控制)，并通過多個(gè)電壓信號(hào)功率放大器、多個(gè)電流信號(hào)功率放大器和多個(gè)光電隔離裝置將RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器與受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器實(shí)物進(jìn)行信號(hào)連接，形成數(shù)字-物理動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)閉環(huán)的半實(shí)物風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，從而，受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器實(shí)物能夠利用RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器所建立的電網(wǎng)數(shù)字仿真模型進(jìn)行入網(wǎng)性能測試，具有測試結(jié)果精確、高效的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]第二，本發(fā)明的應(yīng)用范圍廣，可用于受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器實(shí)物各種性能指標(biāo)的測試，例如雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的空載并網(wǎng)控制試驗(yàn)、雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的加載試驗(yàn)、變風(fēng)速最大風(fēng)能追蹤試驗(yàn)(即變速恒頻風(fēng)-功特性試驗(yàn))、變速恒頻恒功率控制試驗(yàn)、有功-無功解耦控制試驗(yàn)、雙PWM變流器功效測試、緊急關(guān)機(jī)試驗(yàn)、電網(wǎng)不同程度低電壓故障穿越試驗(yàn)等。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0017]圖1為本發(fā)明的性能測試仿真平臺(tái)的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的性能測試仿真平臺(tái)，包括RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器、多個(gè)電壓信號(hào)功率放大器、多個(gè)電流信號(hào)功率放大器和多個(gè)光電隔離裝置，其中，RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器設(shè)有模擬量輸出接口板和數(shù)字量輸入接口板；RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器按真實(shí)參數(shù)建立有含雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電網(wǎng)數(shù)字仿真模型，該電網(wǎng)數(shù)字仿真模型包括風(fēng)力機(jī)及其風(fēng)能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換控制模型、感應(yīng)式異步發(fā)電機(jī)模型、雙PffM變流器勵(lì)磁電路模型和交流電網(wǎng)等效模型；其中，風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換控制模型按最大風(fēng)能追蹤策略設(shè)計(jì)，電網(wǎng)低電壓故障保護(hù)元件為變流器直流母線及變流器轉(zhuǎn)子側(cè)裝設(shè)的Crowbar 電路。
[0019]上述RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器與受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器實(shí)物按以下方式進(jìn)行連接:
[0020]RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過模擬量輸出接口板將雙PffM變流器勵(lì)磁電路模型中的變流器定子側(cè)交流電壓信號(hào)和變流器轉(zhuǎn)子側(cè)交流電壓信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，并且，輸出的兩組電壓信號(hào)模擬量中的每一路模擬量均通過一個(gè)電壓信號(hào)功率放大器輸出到受測試雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制器的相應(yīng)信號(hào)輸入端子。
[0021]RTDS實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器通過模擬量輸出接口板將雙PffM變流器勵(lì)磁電路模型中的變流器定子側(cè)交流