[發明專利]一種風電機組低電壓穿越綜合模擬系統和方法

有效

• 申請號: 201110306473.0
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN102354125A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 紀國瑞;徐佳園;潘磊
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 岳亞

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種風電機組低電壓穿越綜合模擬系統和方法。

背景技術

近年來隨著風力發電不斷地發展，其在電力系統中所占比重也越來越大。由于風力發電自身的發電特性會對電網的運行造成一定的影響，尤其是在電網故障時風力發電機組的運行能力對電網運行起著關鍵作用。如果風電機組不具備電網故障運行能力，當電網電壓跌落時，所有風電機組都會切出，這將使整個電網不利于恢復，更可能造成整個電網故障，所以許多國家要求風力發電機組具備電網故障運行能力。我國國家電網公司也發布了風電場接入電網技術規定，要求電網故障期間不僅不能隨意脫離電網，而且還得向電網提供必要的有功功率。當今世界風電市場發展迅猛，風電場裝機容量逐年上升，尤其是在歐美的一些發達國家，風力發電所占電網供電比例已經非常高，如丹麥已超過20％。而風力發電必須滿足電網要求才可以將所發電能送入電網，所以不具備低電壓穿越功能的風力發電機組將無法并網，而具備低電壓穿越功能的風力發電機組必須經過相關測試認證符合相關電網法規后才可以并網。

基于上述原因許多風電機組制造商開始著力開發風電機組低電壓穿越功能，是否能滿足相關電網法規要求就成為實現風電機組低電壓穿越功能的要求。低電壓穿越功能對風電機組各設備有特殊的要求，這些設備包括風電機組主控系統、變流器、變槳系統、發電機、齒輪箱和聯軸器等。這些設備的特性直接影響風電機組低電壓穿越特性，所以目前亟需建立風電機組低電壓穿越綜合模擬平臺實現實際風電機組低電壓穿越功能。

發明內容

本發明的目的在于提出一種風電機組低電壓穿越綜合模擬系統和方法，能夠模擬風電機組低電壓穿功能，對風電機組低電壓穿越特性進行仿真，得出風電機組在低電壓穿越過程中各設備所表現出來的特性，用于指導實際風電機組低電壓穿越功能的開發與應用。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種風電機組低電壓穿越綜合模擬系統，包括Bladed單元、RTDS單元、PLC控制器和接口單元，其中Bladed單元進一步包括氣動模型模塊和傳動鏈模型模塊，RTDS單元包括電氣模型模塊，氣動模型模塊與傳動鏈模型模塊連接，傳動鏈模型模塊通過接口單元與電氣模型模塊連接，氣動模型模塊、傳動鏈模型模塊和電氣模型模塊分別與PLC控制器連接，其中，

Bladed單元用于模擬風電機組的氣動特性以及傳動鏈的特性；

RTDS單元用于對發電機組電氣部分進行仿真；

PLC控制器用于通過風電機組低電壓穿越綜合模擬系統對主控策略進行驗證和主控制程序邏輯進行測試，并通過對風電機組各部分信號進行采集之后來模擬風電機組主控工作。

還包括Matlab單元，Matlab單元用于數據處理和波形分析。

一種風電機組低電壓穿越綜合模擬方法，包括以下步驟：

A、Bladed單元根據風電機組氣動參數模擬風電機組的氣動特性和傳動鏈特性；

B、RTDS單元模擬發電機組機特性；

C、數據通過接口單元進行交換；

D、PLC控制器通過風電機組低電壓穿越綜合模擬系統進行主控制策略的驗證和風電機組控制邏輯的測試；

E、RTDS單元模擬電網電壓跌落，進行風電機組低電壓穿越功能測試；

F、記錄模擬實驗的數據和波形，Matlab單元對數據與波形進行分析。

步驟F后還包括以下步驟：

對風電機組參數進行優化后返回步驟E，直到達到控制目標和低電壓穿越要求。

采用了本發明的技術方案，能夠實現對風電機組主控制策略的驗證、對風電機組控制程序邏輯進行測試、對風電機組低電壓穿越特性進行仿真，得出風電機組在低電壓穿越過程中所表現出來的特性，用于指導實際風電機組低電壓穿越功能的開發與應用。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式中風電機組低電壓穿越綜合模擬系統的結構示意圖。

圖2是本發明具體實施方式中風電機組低電壓穿越綜合模擬流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

圖1是本發明具體實施方式中風電機組低電壓穿越綜合模擬系統的結構示意圖。如圖1所示，該風電機組低電壓穿越綜合模擬系統包括風機設計(Bladed)單元、實時數字仿真儀(Real?Time?Digital?Simulator，RTDS)單元、可編程邏輯控制器(Programmable?Logic?Controller，PLC)和接口單元。