一種基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：虛擬電網(wǎng)、接口轉(zhuǎn)換模塊1、風(fēng)電機組控制器、接口轉(zhuǎn)換模塊2、實時仿真器硬件、風(fēng)電機組軟件仿真模型，所述風(fēng)電機組控制器通過所述接口轉(zhuǎn)換模塊1與所述虛擬電網(wǎng)連接；所述風(fēng)電機組控制器通過所述接口轉(zhuǎn)換模塊2與所述實時仿真器硬件連接，所述風(fēng)電機組軟件仿真模型構(gòu)建于所述實時仿真器硬件上；實現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計合理，高效準(zhǔn)確的進(jìn)行測試的技術(shù)效果。
【專利說明】
一種基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及新能源并網(wǎng)檢測系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大規(guī)模風(fēng)電機組接入電網(wǎng)時，正常工作時其輸出功率的波動會引起電網(wǎng)電壓波動。同時，風(fēng)電機組故障時的短路電流會對電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和可靠性造成一定影響。此外，目前風(fēng)電機組變流器的控制策略主要是針對理想電網(wǎng)條件設(shè)計，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)電壓幅值跌落、三相電壓不平衡等電網(wǎng)故障以及背景電壓存在畸變時，系統(tǒng)的完全解耦得不到保證，控制系統(tǒng)動態(tài)性能將會惡化，無法保證風(fēng)電機組的安全運行。進(jìn)行風(fēng)電機組在不同電網(wǎng)條件下的并網(wǎng)測試，既可研究風(fēng)電機組在故障條件下的動態(tài)性能，從而優(yōu)化風(fēng)電機組控制策略，又能測試和優(yōu)化風(fēng)電場的涉網(wǎng)保護(hù)裝置，提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行水平。
[0003]現(xiàn)有的風(fēng)電機組并網(wǎng)測試方法主要有:模型仿真、對拖平臺測試和現(xiàn)場測試。模型仿真主要是應(yīng)用Matlab、PowerFactory、PSCAD等仿真軟件建立風(fēng)電機組和電網(wǎng)的模型進(jìn)行仿真分析，該方法對于測試控制算法和主控程序很有效，但無法測試實時性。對拖平臺測試是利用電動機、發(fā)電機全功率模擬對拖平臺模擬實際風(fēng)電機組，該方法適用于部分工況測試和研發(fā)試驗，占地大，成本高?，F(xiàn)場測試可以較全面地反映風(fēng)電機組的真實并網(wǎng)特性，但試驗周期長、成本高、風(fēng)險大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)。本系統(tǒng)基于實測數(shù)據(jù)建模的方法，在實時仿真器硬件上構(gòu)建風(fēng)速模型、風(fēng)力機及傳動系統(tǒng)模型和變流器模型，最大程度地模擬真實運行環(huán)境，通過接口轉(zhuǎn)換模塊與風(fēng)電機組主控系統(tǒng)控制器、變槳控制器和變流器控制器硬件進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)交換。一方面，利用實測數(shù)據(jù)對風(fēng)電機組系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行校核，可以得到較為準(zhǔn)確的風(fēng)電機組系統(tǒng)仿真模型，另一方面，可為風(fēng)電控制器提供通用的硬件實時仿真測試平臺，有利于快速實現(xiàn)風(fēng)電機組控制算法和保護(hù)功能的開發(fā)、測試和評估。此外，本系統(tǒng)還根據(jù)實測數(shù)據(jù)在工控機或PC上構(gòu)建了虛擬電網(wǎng)，并通過接口轉(zhuǎn)換模塊與實時仿真器硬件進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)交換，從而實現(xiàn)風(fēng)電機組運行與并網(wǎng)特性的系統(tǒng)性仿真評估與測試。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
提供一種基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)及方法。本系統(tǒng)包括虛擬電網(wǎng)、接口轉(zhuǎn)換模塊1、風(fēng)電機組控制器、接口轉(zhuǎn)換模塊2、實時仿真器硬件和風(fēng)電機組軟件仿真模型。虛擬電網(wǎng)模擬復(fù)雜電網(wǎng)的不同狀態(tài)，通過接口轉(zhuǎn)換模塊I將電網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到實時仿真器硬件，實時仿真器硬件將電網(wǎng)數(shù)據(jù)送到風(fēng)電機組系統(tǒng)軟件仿真模型。風(fēng)電機組控制器通過接口轉(zhuǎn)換模塊2向?qū)崟r仿真器硬件發(fā)送控制信號，實時仿真器硬件將控制信號送到風(fēng)電機組系統(tǒng)軟件仿真模型。風(fēng)電機組系統(tǒng)軟件仿真模型執(zhí)行接收到的控制信號，生成風(fēng)機運行數(shù)據(jù)和風(fēng)機控制所需的反饋信號，通過實時仿真器硬件和接口轉(zhuǎn)換模塊I將風(fēng)機運行數(shù)據(jù)發(fā)送到虛擬電網(wǎng)，并通過實時仿真器硬件和接口轉(zhuǎn)換模塊2將反饋信號發(fā)送到風(fēng)電機組控制器。
[0006]所述虛擬電網(wǎng)由硬件和軟件構(gòu)成。所述虛擬電網(wǎng)硬件包括CPU模塊、I/O模塊和通訊模塊，所述CPU模塊采用工業(yè)PLC或PC構(gòu)成。所述虛擬電網(wǎng)軟件構(gòu)建于通用仿真軟件環(huán)境中，如Matlab、Labview等。所述虛擬電網(wǎng)可通過人機界面和通訊接口來控制，用于切換工作模式和設(shè)置數(shù)據(jù)。所述虛擬電網(wǎng)采用實測數(shù)據(jù)建模，可模擬正常電網(wǎng)狀態(tài)和電網(wǎng)故障狀態(tài)，包括電壓幅值跌落、電壓幅值過高、三相電壓不平衡和電壓諧波失真。
[0007]所述接口轉(zhuǎn)換模塊I包括數(shù)字I/O接口和通信模塊，所述接口轉(zhuǎn)換模塊2包括數(shù)字I/o接口、模擬I/O接口和通信模塊。所述通信模塊的通信協(xié)議為以下一種或多種:Modbus、Canopen、RS485、RS232ο
[0008]所述風(fēng)電機組控制器包括風(fēng)電機組主控系統(tǒng)、變流器控制系統(tǒng)和風(fēng)電機組變槳系統(tǒng)。所述風(fēng)電機組主控系統(tǒng)硬件采用PLC控制器或微處理器，通過軟件程序執(zhí)行風(fēng)電機組的主控、運行和保護(hù)功能。所述變流器控制系統(tǒng)硬件采用DSP處理器、FPGA處理器、ARM處理器中的一種或多種，通過軟件程序執(zhí)行變流器算法、變流器PWM調(diào)制信號的發(fā)生和變流器的保護(hù)功能，所述風(fēng)電機組變槳系統(tǒng)硬件采用PLC控制器或微處理器，通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)變槳算法的執(zhí)行和變槳動作指令的上傳與下發(fā)。。
[0009]所述實時仿真器硬件包括CPU模塊、I/O模塊和通訊模塊，所述CPU模塊采用高性能PLC或FPGA處理器，也可采用集成的商用仿真器硬件，如RT-LAB或RTDS等。所述實時仿真器硬件搭載實時操作系統(tǒng)，所述風(fēng)電機組軟件仿真模型構(gòu)建于所述實時操作系統(tǒng)之上。
[0010]所述風(fēng)電機組軟件仿真模型包括風(fēng)速模型、風(fēng)力機空氣動力學(xué)模型、傳動系統(tǒng)模型、槳距角執(zhí)行機構(gòu)模型、發(fā)電機模型、風(fēng)機側(cè)變流器模型、電網(wǎng)側(cè)變流器模型和撬棒保護(hù)控制電路模型。所述風(fēng)速模型用于模擬實際運行的風(fēng)速;所述風(fēng)機空氣動力學(xué)模型將風(fēng)速轉(zhuǎn)換為風(fēng)能功率;所述傳動系統(tǒng)模型將電動機轉(zhuǎn)速和風(fēng)速轉(zhuǎn)換為電機的機械轉(zhuǎn)矩;所述槳距角執(zhí)行機構(gòu)模型用于調(diào)節(jié)槳距角，進(jìn)而控制風(fēng)機功率;所述發(fā)電機模型用于實現(xiàn)風(fēng)機的功率控制;所述風(fēng)機側(cè)變流器模型用于實現(xiàn)勵磁與轉(zhuǎn)矩的解耦控制以及發(fā)電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；所述電網(wǎng)側(cè)變流器模型用于實現(xiàn)輸出有功功率和無功功率的解耦控制，以及直流母線電壓控制;所述撬棒保護(hù)控制電路模型用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的故障保護(hù)。
[0011 ]所述風(fēng)速模型由基本風(fēng)模型、陣風(fēng)模型、漸變風(fēng)模型、隨機風(fēng)模型組成;所述基本風(fēng)模型根據(jù)實際風(fēng)況的時域及空域分布模型生成，所述基本風(fēng)模型用于模擬正常運行風(fēng)速;所述陣風(fēng)模型模擬風(fēng)速突變;所述漸變風(fēng)模型用于模擬風(fēng)速隨時間漸變;所述隨機風(fēng)模型用于模擬不可預(yù)測風(fēng)速擾動。所述風(fēng)速模型也可采用實測數(shù)據(jù)。
[0012]所述虛擬電網(wǎng)和風(fēng)速模型的仿真步長設(shè)置較長，所述風(fēng)力機空氣動力學(xué)模型和變流器模型的仿真步長設(shè)置較短，前者為后者的10-20倍，以達(dá)到提高仿真精度和降低仿真時間的效果。
[0013]本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
(I)本系統(tǒng)可為風(fēng)電控制器提供通用的硬件實時仿真測試平臺，可在實驗室環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)電機組主控系統(tǒng)控制器、變槳系統(tǒng)控制器和變流器控制器程序的設(shè)計與實時測試，有利于快速實現(xiàn)風(fēng)電機組控制算法和保護(hù)功能的開發(fā)、測試和評估。
[0014](2)本系統(tǒng)利用實測數(shù)據(jù)對風(fēng)電機組系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行校核，可以得到較為準(zhǔn)確的風(fēng)電機組系統(tǒng)仿真模型，有利于后續(xù)實現(xiàn)風(fēng)電場聚合等值建模和風(fēng)電場對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響研究。
[0015](3)本系統(tǒng)根據(jù)實測數(shù)據(jù)在工控機或PC上構(gòu)建了虛擬電網(wǎng)，并通過接口轉(zhuǎn)換模塊與實時仿真器硬件進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)交換，有利于實現(xiàn)風(fēng)電機組運行與并網(wǎng)特性的系統(tǒng)性仿真評估與測試。
[0016](4)本系統(tǒng)利用虛擬電網(wǎng)模擬不同電網(wǎng)故障狀態(tài)，包括電壓幅值跌落、電壓幅值過高、三相電壓不平衡和電壓諧波失真等，可以測試風(fēng)電機組在電網(wǎng)故障狀態(tài)下的電氣特性，有利于快速實現(xiàn)風(fēng)電機組控制器的控制算法和保護(hù)功能的優(yōu)化。
[0017](5)本系統(tǒng)通過修改虛擬電網(wǎng)的軟件程序，也能為不同種類的新能源并網(wǎng)設(shè)備提供通用的模擬電網(wǎng)測試平臺，應(yīng)用非常廣泛。
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定；
圖1是基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)的組成示意圖；
圖2是風(fēng)電機組軟件仿真模型的組成示意圖；
圖3是基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]本系統(tǒng)基于實測數(shù)據(jù)建模的方法，在實時仿真器硬件上構(gòu)建風(fēng)速模型、風(fēng)力機及傳動系統(tǒng)模型和變流器模型，最大程度地模擬真實運行環(huán)境，通過接口轉(zhuǎn)換模塊與風(fēng)電機組主控系統(tǒng)控制器、變槳控制器和變流器控制器硬件進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)交換。一方面，利用實測數(shù)據(jù)對風(fēng)電機組系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行校核，可以得到較為準(zhǔn)確的風(fēng)電機組系統(tǒng)仿真模型，另一方面，可為風(fēng)電控制器提供通用的硬件實時仿真測試平臺，有利于快速實現(xiàn)風(fēng)電機組控制算法和保護(hù)功能的開發(fā)、測試和評估。此外，本系統(tǒng)還根據(jù)實測數(shù)據(jù)在工控機上構(gòu)建了虛擬電網(wǎng)，并通過接口轉(zhuǎn)換模塊與實時仿真器硬件進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)交換，從而實現(xiàn)風(fēng)電機組運行與并網(wǎng)特性的系統(tǒng)性仿真評估與測試。
[0021 ]如圖1，虛擬電網(wǎng)模擬復(fù)雜電網(wǎng)的不同狀態(tài)，通過接口轉(zhuǎn)換模塊I將電網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到實時仿真器硬件，實時仿真器硬件將電網(wǎng)數(shù)據(jù)送到風(fēng)電機組系統(tǒng)軟件仿真模型。風(fēng)電機組控制器通過接口轉(zhuǎn)換模塊2向?qū)崟r仿真器硬件發(fā)送控制信號，實時仿真器硬件將控制信號送到風(fēng)電機組系統(tǒng)軟件仿真模型。風(fēng)電機組系統(tǒng)軟件仿真模型執(zhí)行接收到的控制信號，生成風(fēng)機運行數(shù)據(jù)和風(fēng)機控制所需的反饋信號，通過實時仿真器硬件和接口轉(zhuǎn)換模塊I將風(fēng)機運行數(shù)據(jù)發(fā)送到虛擬電網(wǎng)，并通過實時仿真器硬件和接口轉(zhuǎn)換模塊2將反饋信號發(fā)送到風(fēng)電機組控制器。
[0022]所述虛擬電網(wǎng)由硬件和軟件構(gòu)成。所述虛擬電網(wǎng)硬件包括CPU模塊、I/O模塊和通訊模塊，所述CHJ模塊采用工業(yè)PLC構(gòu)成。所述虛擬電網(wǎng)軟件構(gòu)建于通用仿真軟件環(huán)境中。所述虛擬電網(wǎng)可通過人機界面和通訊接口來控制，用于切換工作模式和設(shè)置數(shù)據(jù)。所述虛擬電網(wǎng)采用實測數(shù)據(jù)建模，可模擬正常電網(wǎng)狀態(tài)和電網(wǎng)故障狀態(tài)，包括電壓幅值跌落、電壓幅值過高、三相電壓不平衡和電壓諧波失真。
[0023]所述接口轉(zhuǎn)換模塊I包括數(shù)字I/O接口和通信模塊，所述接口轉(zhuǎn)換模塊2包括數(shù)字I/O接口、模擬I/O接口和通信模塊。所述通信模塊的通信協(xié)議為Modbus和RS485。
[0024]所述風(fēng)電機組控制器包括風(fēng)電機組主控系統(tǒng)、變流器控制系統(tǒng)和風(fēng)電機組變槳系統(tǒng)。所述風(fēng)電機組主控系統(tǒng)硬件采用PLC控制器，通過軟件程序執(zhí)行風(fēng)電機組的主控、運行和保護(hù)功能。所述變流器控制系統(tǒng)硬件采用DSP處理器、FPGA處理器和ARM處理器相結(jié)合，通過軟件程序執(zhí)行變流器算法、變流器PWM調(diào)制信號的發(fā)生和變流器的保護(hù)功能。
[0025]所述實時仿真器硬件包括CPU模塊、I/O模塊和通訊模塊，所述CPU模塊采用集成的商用仿真器硬件。所述實時仿真器硬件搭載實時操作系統(tǒng)，所述風(fēng)電機組軟件仿真模型構(gòu)建于所述實時操作系統(tǒng)之上。
[0026]如圖2，所述風(fēng)電機組軟件仿真模型包括風(fēng)機模型和變流器模型，其中風(fēng)機模型包括風(fēng)速模型、風(fēng)力機空氣動力學(xué)模型、傳動系統(tǒng)模型、槳距角執(zhí)行機構(gòu)模型、發(fā)電機模型，變流器模型包括風(fēng)機側(cè)PWM變流器模型、電網(wǎng)側(cè)PWM變流器模型和Crowbar保護(hù)控制電路模型。
[0027]所述風(fēng)速模型采用實測數(shù)據(jù)。
[0028]所述虛擬電網(wǎng)和風(fēng)速模型的仿真步長設(shè)置為50ys，所述風(fēng)力機空氣動力學(xué)模型和變流器模型的仿真步長設(shè)置為5ys。
[0029]如圖3，所述基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，所述虛擬電網(wǎng)通過通信電路和數(shù)字I/O接口向所述實時仿真硬件平臺發(fā)送電網(wǎng)數(shù)據(jù)，所述實時仿真硬件平臺通過通信電路向所述虛擬電網(wǎng)發(fā)送風(fēng)力發(fā)電模型運行數(shù)據(jù)。所述風(fēng)電機組變槳控制器向所述實時仿真硬件平臺上的風(fēng)機動力部分模型發(fā)送槳距控制指令，所述風(fēng)電機組變流器控制系統(tǒng)向所述實時仿真硬件平臺上的變流器部分模型發(fā)送PWM驅(qū)動指令，所述實時仿真硬件平臺通過信號檢測電路向風(fēng)電機組控制器發(fā)送反饋信號。
[0030]所述基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)和方法具有實時性，利用所述系統(tǒng)和方法可在實驗室環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)電機組主控系統(tǒng)控制器、變槳系統(tǒng)控制器和變流器控制器程序的設(shè)計與實時測試，有利于快速實現(xiàn)風(fēng)電機組控制算法和保護(hù)功能的開發(fā)、測試和評估。
[0031]上述本申請實施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點:
(I)本系統(tǒng)可為風(fēng)電控制器提供通用的硬件實時仿真測試平臺，可在實驗室環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)電機組主控系統(tǒng)控制器、變槳系統(tǒng)控制器和變流器控制器程序的設(shè)計與實時測試，有利于快速實現(xiàn)風(fēng)電機組控制算法和保護(hù)功能的開發(fā)、測試和評估。
[0032](2)本系統(tǒng)利用實測數(shù)據(jù)對風(fēng)電機組系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行校核，可以得到較為準(zhǔn)確的風(fēng)電機組系統(tǒng)仿真模型，有利于后續(xù)實現(xiàn)風(fēng)電場聚合等值建模和風(fēng)電場對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響研究。
[0033](3)本系統(tǒng)根據(jù)實測數(shù)據(jù)在工控機或PC上構(gòu)建了虛擬電網(wǎng)，并通過接口轉(zhuǎn)換模塊與實時仿真器硬件進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)交換，有利于實現(xiàn)風(fēng)電機組運行與并網(wǎng)特性的系統(tǒng)性仿真評估與測試。
[0034](4)本系統(tǒng)利用虛擬電網(wǎng)模擬不同電網(wǎng)故障狀態(tài)，包括電壓幅值跌落、電壓幅值過高、三相電壓不平衡和電壓諧波失真等，可以測試風(fēng)電機組在電網(wǎng)故障狀態(tài)下的電氣特性，有利于快速實現(xiàn)風(fēng)電機組控制器的控制算法和保護(hù)功能的優(yōu)化。
[0035](5)本系統(tǒng)通過修改虛擬電網(wǎng)的軟件程序，也能為不同種類的新能源并網(wǎng)設(shè)備提供通用的模擬電網(wǎng)測試平臺，應(yīng)用非常廣泛。
[0036]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0037]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 虛擬電網(wǎng)、接口轉(zhuǎn)換模塊1、風(fēng)電機組控制器、接口轉(zhuǎn)換模塊2、實時仿真器硬件、風(fēng)電機組軟件仿真模型，所述風(fēng)電機組控制器通過所述接口轉(zhuǎn)換模塊I與所述虛擬電網(wǎng)連接;所述風(fēng)電機組控制器通過所述接口轉(zhuǎn)換模塊2與所述實時仿真器硬件連接，所述風(fēng)電機組軟件仿真模型構(gòu)建于所述實時仿真器硬件上;其中，虛擬電網(wǎng)用于模擬實際電網(wǎng)，通過接口轉(zhuǎn)換模塊I將虛擬電網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到實時仿真器硬件，實時仿真器硬件將虛擬電網(wǎng)數(shù)據(jù)送到風(fēng)電機組軟件仿真模型;風(fēng)電機組控制器通過接口轉(zhuǎn)換模塊2向?qū)崟r仿真器硬件發(fā)送控制信號，實時仿真器硬件將控制信號送到風(fēng)電機組軟件仿真模型;風(fēng)電機組軟件仿真模型執(zhí)行接收到的控制信號，生成風(fēng)機運行數(shù)據(jù)和風(fēng)機控制所需的反饋信號，通過實時仿真器硬件和接口轉(zhuǎn)換模塊I將風(fēng)機運行數(shù)據(jù)發(fā)送到虛擬電網(wǎng)，并通過實時仿真器硬件和接口轉(zhuǎn)換模塊2將反饋信號發(fā)送到風(fēng)電機組控制器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬電網(wǎng)由硬件部分和軟件部分構(gòu)成，所述虛擬電網(wǎng)硬件部分包括:CPU模塊、I/O模塊和通訊模塊，所述虛擬電網(wǎng)能夠通過人機界面和通訊接口來控制，用于切換工作模式和設(shè)置數(shù)據(jù);所述虛擬電網(wǎng)采用實測數(shù)據(jù)建模，能夠模擬正常電網(wǎng)狀態(tài)和電網(wǎng)故障狀態(tài)，電網(wǎng)故障狀態(tài)包括:電壓幅值跌落、電壓幅值過高、三相電壓不平衡和電壓諧波失真。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述接口轉(zhuǎn)換模塊I包括:數(shù)字I/O接口和通信模塊，所述接口轉(zhuǎn)換模塊2包括:數(shù)字I/O接口、模擬I/O接口和通信模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)電機組控制器包括:風(fēng)電機組主控系統(tǒng)、變流器控制系統(tǒng)和風(fēng)電機組變槳系統(tǒng);所述風(fēng)電機組主控系統(tǒng)硬件采用PLC控制器或微處理器，通過軟件程序執(zhí)行風(fēng)電機組的主控、運行和保護(hù)功能;所述變流器控制系統(tǒng)硬件采用DSP處理器、FPGA處理器、ARM處理器中的一種或多種，通過軟件程序執(zhí)行變流器算法、變流器脈沖寬度調(diào)制信號的發(fā)生和變流器的保護(hù)功能；所述風(fēng)電機組變槳系統(tǒng)硬件采用PLC控制器或微處理器，通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)變槳算法的執(zhí)行和變槳動作指令的上傳與下發(fā)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述實時仿真器硬件包括:CPU模塊、I/O模塊和通訊模塊，所述實時仿真器硬件安裝有實時操作系統(tǒng)，所述風(fēng)電機組軟件仿真模型構(gòu)建于所述實時操作系統(tǒng)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)電機組軟件仿真模型包括:風(fēng)速模型、風(fēng)力機空氣動力學(xué)模型、傳動系統(tǒng)模型、槳距角執(zhí)行機構(gòu)模型、發(fā)電機模型、風(fēng)機側(cè)變流器模型、電網(wǎng)側(cè)變流器模型和撬棒保護(hù)控制電路模型。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)速模型由基本風(fēng)模型、陣風(fēng)模型、漸變風(fēng)模型、隨機風(fēng)模型組成;所述基本風(fēng)模型根據(jù)實際風(fēng)況的時域及空域分布模型生成，所述基本風(fēng)模型用于模擬正常運行風(fēng)速;所述陣風(fēng)模型模擬風(fēng)速突變;所述漸變風(fēng)模型用于模擬風(fēng)速隨時間漸變;所述隨機風(fēng)模型用于模擬不可預(yù)測風(fēng)速擾動。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于實時仿真的風(fēng)電控制器并網(wǎng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力機空氣動力學(xué)模型和變流器模型的仿真步長位于第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，所述虛擬電網(wǎng)和風(fēng)速模型的仿真步長位于第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，其中，第一預(yù)設(shè)范圍由變流器的開關(guān)頻率決定，第二預(yù)設(shè)范圍為所述第一預(yù)設(shè)范圍的10-20倍。
【文檔編號】G05B23/02GK106054854SQ201610335225
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】徐琳, 甄威, 林瑞星, 劉靜波, 田軍
【申請人】國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司