[發(fā)明專利]基于RTDS的風(fēng)力機數(shù)字仿真方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310260171.3 | 申請日: | 2013-06-26 |
| 公開(公告)號: | CN103324801A | 公開(公告)日: | 2013-09-25 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 胡玉嵐;王奕;錢珞江;丁濤;梅成林;李田剛;安然然;羅航;張健;張遠(yuǎn);楊汾艷;徐柏榆;翁洪杰;盛超;陳曉科;孫聞;陳銳;馬明;張俊峰;王曉毛 | 申請(專利權(quán))人: | 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院;武漢大學(xué) |
| 主分類號: | G06F17/50 | 分類號: | G06F17/50 |
| 代理公司: | 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224 | 代理人: | 王茹;曾旻輝 |
| 地址: | 510080 廣東*** | 國省代碼: | 廣東;44 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 基于 rtds 風(fēng)力機 數(shù)字 仿真 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種基于RTDS的風(fēng)力機數(shù)字仿真方法。
背景技術(shù)
RTDS(Real-Time?Digital?Simulator)是目前電力科研和工程領(lǐng)域應(yīng)用最廣的實時數(shù)字仿真工具,隨著RTDS仿真在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和設(shè)備研發(fā)方面起著越來越大的作用,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真對RTDS元件模型的提出了專用化要求,例如專門用于模擬風(fēng)電場原動機拖動特性的風(fēng)力機元件模型。
目前,在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真過程中,能夠使用的風(fēng)力機元件模型,主要有在RTDS的標(biāo)準(zhǔn)元件模型庫(RSCAD/Master)中的兩個風(fēng)電場建模的風(fēng)力機元件模型,利用這兩個風(fēng)力機元件模型進(jìn)行仿真時,存在明顯的缺陷:由于其中一個模型沒有風(fēng)葉直徑和齒輪比參數(shù)的設(shè)置功能,無法根據(jù)真實風(fēng)力機參數(shù)建立符合實際的模型;而另一個模型則是針對某特定型號(恒功率機械控制型)的風(fēng)力發(fā)電機,模型要求設(shè)置一些非常規(guī)參數(shù)(如槳距角范圍、輪軸額定轉(zhuǎn)速等)和不易直接得知的參數(shù)(如大氣壓強等),導(dǎo)致在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真比較單一,不能便捷地用于多種類型風(fēng)力機仿真,仿真效果差,同時也無法進(jìn)行風(fēng)電場的多機等值仿真。
發(fā)明內(nèi)容
基于此,有必要針對仿真效果差、無法進(jìn)行風(fēng)電場多機等值仿真的問題,提供一種基于RTDS的風(fēng)力機數(shù)字仿真方法。
一種基于RTDS的風(fēng)力機數(shù)字仿真方法,包括如下步驟:
基于RSCAD/CBuilder建立符合RTDS標(biāo)準(zhǔn)元件格式的風(fēng)力機數(shù)字仿真模型;其中,所述仿真模型模型包括元件模型及其所含的用于輸入仿真參數(shù)的參數(shù)對話框;
編制所述仿真模型的計算程序,其中,所述計算程序用于根據(jù)參數(shù)對話框輸入的仿真參數(shù)和模型輸入量計算風(fēng)力機的能量轉(zhuǎn)換過程;
對所述仿真模型的圖標(biāo)文件和計算程序源代碼進(jìn)行編譯并植入RTDS標(biāo)準(zhǔn)元件庫中;
在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)RTDS仿真時,調(diào)用所述風(fēng)力機元件模型并根據(jù)實際仿真對象在參數(shù)對話框中輸入仿真參數(shù)對風(fēng)力機的風(fēng)能-機械能轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行仿真。
上述基于RTDS的風(fēng)力機數(shù)字仿真方法,所建立的仿真模型符合RTDS標(biāo)準(zhǔn)元件格式,用戶界面風(fēng)格與RTDS標(biāo)準(zhǔn)元件庫完全相同,模型需要輸入的仿真參數(shù)均為實際風(fēng)力機的標(biāo)準(zhǔn)銘牌參數(shù)或易知環(huán)境參數(shù),而模型計算程序在RTDS每一個實時步長內(nèi)根據(jù)仿真參數(shù)和模型輸入變量計算風(fēng)力機的風(fēng)能-機械能轉(zhuǎn)換過程并將機械轉(zhuǎn)矩的計算結(jié)果標(biāo)幺化后作為輸出量。具有通用性強、易實施、仿真結(jié)果準(zhǔn)確,仿真效果好、可以進(jìn)行風(fēng)電場多機等值仿真等優(yōu)點。
附圖說明
圖1為一個實施例的基于RTDS的風(fēng)力機數(shù)字仿真方法流程圖;
圖2為一個實施例的風(fēng)力機仿真模型及其仿真參數(shù)對話框示意圖;
圖3為一組典型的c1~c6系數(shù)所對應(yīng)的Cp-λ特性曲線圖;
圖4為針對實施例進(jìn)行RTDS仿真得到的風(fēng)力機風(fēng)速-機械轉(zhuǎn)矩特性示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的基于RTDS的風(fēng)力機數(shù)字仿真方法的具體實施方式作詳細(xì)描述。
圖1為基于RTDS的風(fēng)力機數(shù)字仿真方法流程圖,包括如下步驟:
S101:基于RSCAD/CBuilder建立符合RTDS標(biāo)準(zhǔn)元件格式的風(fēng)力機數(shù)字仿真模型;其中,所述仿真模型模型包括元件模型及其所含的用于輸入仿真參數(shù)的參數(shù)對話框。
所述風(fēng)力機的元件模型包括風(fēng)速、槳距角、發(fā)電機轉(zhuǎn)速三個變量輸入端點以及機械轉(zhuǎn)矩輸出端點;所述仿真參數(shù)包括氣象環(huán)境參數(shù)、風(fēng)能利用率公式系數(shù)、風(fēng)輪機械參數(shù)、發(fā)電機容量參數(shù)。
進(jìn)一步的,所述參數(shù)對話框還用于監(jiān)測風(fēng)能-機械能轉(zhuǎn)換過程計算中的中間變量。
具體的一個實施例,如圖2所示,圖2(a)為風(fēng)力機元件模型示意圖,將風(fēng)速01、槳距角反饋控制信號02和傳動軸轉(zhuǎn)速測量信號04(標(biāo)幺值)作為輸入量,根據(jù)這些輸入量和仿真參數(shù)計算得出的機械轉(zhuǎn)矩作為仿真模型輸出端點的實時輸出量03(標(biāo)幺值)。
參數(shù)對話框如圖2(b)所示,用戶界面的彈出式參數(shù)對話框主要用于模型參數(shù)設(shè)置,包括氣象環(huán)境參數(shù)、風(fēng)能利用率公式系數(shù)、風(fēng)輪機械參數(shù)、發(fā)電機容量參數(shù)等,模型的各類仿真參數(shù)列表如下:
S102:編制所述仿真模型的計算程序,其中,所述計算程序用于根據(jù)參數(shù)對話框輸入的仿真參數(shù)和模型輸入量計算風(fēng)力機的能量轉(zhuǎn)換過程并將計算出的機械轉(zhuǎn)矩作為模型的輸出量。
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