[發明專利]一種風電機組控制器在線實時仿真測試系統

有效

• 申請號: 201410222148.X
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103970128A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 秦世耀;王瑞明;李少林;孫勇;陳晨;張金平
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;中電普瑞張北風電研究檢測有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種測試系統，具體涉及一種風電機組控制器在線實時仿真測試系統。

背景技術

風電機組性能測試評估是提高風電機組并網性能的重要技術手段?，F有的風電機組性能測試評估方法主要有：模型算法仿真、對拖平臺測試和現場測試。模型算法仿真主要是應用Matlab/Simulink、GH Bladed和PowerFactory等仿真軟件建立風力發電機組的模型并利用模型進行仿真分析的測試手段，該方法偏向于風電機組設計初期，控制邏輯與策略的初步驗算，測試結果的準確度與模型準確度強相關。對拖平臺測試是利用電動機、發電機全功率模擬對拖平臺模擬實際風電機組，然而其無法模擬風電機組的全部工況，適應于部分工況下風電機組發電機、變流器控制策略開發與性能測試，且其試驗占地大、成本高?，F場測試可以全面反映風電機組真實性能，然而由于風電的隨機性與波動性，現場受機組自身與環境的影響顯著，其試驗周期長、成本高、風險大，不利于新型控制算法與性能提升方案的快速試驗驗證。

申請號為201120348789.1的實用新型雖然提供了一種用于風力發電機主控系統測試的硬件在環實驗系統，但其風電機組模型較為簡單，無法反應風電機組的實際電磁狀態；另外，其仿真模型在非實時系統中運行，無法保障主控系統與仿真模型的實時性要求，可能對測試結果帶來偏差。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種風電機組控制器在線實時仿真測試系統，該系統兼容通訊方式和硬接線方式，為實現風電機組多種實時硬件在線仿真提供應用平臺。系統將被測風電機組主控系統控制器、變槳控制器和變流器的控制器與風電機組系統仿真模型通過實時仿真交互系統實現實時數據交互運行與仿真，為被測風電機組控制器仿真模擬最大程度的真實運行環境，通過被測風電機組控制器的外部硬件和內部數據的表現和對數據的分析達到對風電機組控制器控制和測試的目的。同時，利用實測數據對風電機組系統仿真模型進行校核，得到較為準確的風電機組系統仿真模型，利用風電機組控制器在線實時仿真測試系統仿真評估風電機組運行與并網特性。利用該仿真測試系統可以在實驗室環境下實現風電機組運行與保護特性的測試與評估，有利于新型控制算法與性能提升方案的快速試驗驗證。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

提供一種風電機組控制器在線實時仿真測試系統，所述系統包括風電機組控制器、實時仿真交互系統和風電機組系統仿真模型；所述風電機組控制器下發動作指令給所述實時仿真交互系統，所述實時仿真交互系統將接收的動作指令進行轉換，并將轉換后的動作指令傳輸給所述風電機組系統仿真模型，所述風電機組系統仿真模型執行實時仿真交互系統傳輸的動作指令，提供風電機組控制器所需的反饋信號，并將反饋信號通過所述實時仿真交互系統反饋給所述風電機組控制器。

所述風電機組控制器包括風電機組主控系統、變流器控制系統和風電機組變槳系統。

所述風電機組主控系統包括主控系統控制器及第一外圍接口與供電電路；

所述主控系統控制器為所述風電機組主控系統的核心，主要采用PLC控制器或微處理器，對風電機組主控程序的執行和風電機組運行及保護的全過程進行控制；

所述第一外圍接口與供電電路主要包括硬接線I/O、Modbus串口通信、Canopen通信、RS485串口通信、Modbus TCP通信接口以及交流110V、交流220V、直流24V和直流5V供電電路。

所述變流器控制系統包括變流器的控制器及第二外圍接口與供電電路；

所述變流器的控制器是變流器控制系統的核心，其采用DSP處理器、FPGA處理器或DSP處理器和FPGA處理器結合的形式，負責變流器核心算法的執行和變流器PWM調制信號的發生與保護；

所述第二外圍接口與供電電路主要包括硬接線I/O、Modbus串口通信、RS485串口通信接口以及交流220V、直流24V和直流5V供電電路。

所述風電機組變槳系統包括變槳控制器及第三外圍接口與供電電路，所述變槳控制器是風電機組變槳系統的核心，主要采用PLC控制器或微處理器，負責變槳系統核心算法的執行和變槳系統動作指令的上傳與下發；

所述第三外圍接口與供電電路主要包括硬接線I/O、Modbus串口通信、Modbus TCP通信接口以及交流110V、交流220V和直流24V供電電路。

所述風電機組控制器下發的動作指令包括風電機組動作指令、變流器動作指令和變槳系統動作指令。