[實用新型]一種基于CompactRIO的雙饋風力發電機組物理仿真平臺

有效

• 申請號: 201420586937.7
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN204118736U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 蘭飛;黎靜華;楊濤;胡錦;劉超;何小華;凌志聰;顧桂萌
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F17/50
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

1.?一種基于CompactRIO的雙饋風力發電機組物理仿真平臺，其特征在于：包括風力機模擬裝置（1）、雙饋發電機（2）、并網開關（3）、電壓跌落發生器（4）、背靠背變流器（5）、Crowbar保護電路（6）、絕對值編碼器（7）、CompactRIO控制器（8）和監控電腦（9）；所述的風力機模擬裝置（1）通過聯軸器分別與雙饋發電機（2）、絕對值編碼器（7）同軸相連；所述的雙饋發電機（2）的定子繞組與并網開關（3）的一端相連，并網開關（3）的另一端與電壓跌落發生器（4）的輸出線端U’、V’、W’相連；所述電壓跌落發生器（4）的輸入線端A、B、C、N分別與電網的輸入端子U、V、W、N相連；所述的雙饋發電機（2）的轉子繞組分別與Crowbar保護電路（6）、背靠背變流器（5）的轉子側直接連接；所述背靠背變流器（5）的電網側串聯電抗器X后，與勵磁變T₁相連，勵磁變T₁的另一端與電壓跌落發生器（4）的輸出線端U’、V’、W’相連；所述的并網開關（3）兩側設有電壓互感器PT1、PT2及電流互感器CT1、CT2，電壓互感器PT1、PT2和電流互感器CT1、CT2的二次側信號線端分別經模擬量信號調理模塊與CompactRIO控制器（8）的A/D模塊相連接；所述的監控電腦（9）通過網線與CompactRIO控制器（8）相連；

所述的風力機模擬裝置（1）主要由直流電動機M、整流變T₂、整流橋DB1、續流管VD和斬波管VT1組成；市電經整流變T₂與整流橋DB1的交流端子相連，整流橋DB1的直流輸出正端經斬波管VT1與直流電動機M的電樞繞組的一端相連，直流電動機M的電樞繞組的另一端與整流橋DB1的負端相連,?直流電動機M的電樞繞組兩端并聯續流管VD；直流電動機M的勵磁繞組串聯限流電阻R₁后分別與整流橋DB1的正、負端連接，在直流電動機M的電樞回路及勵磁回路上裝設有霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器的輸出端與CompactRIO控制器（8）的A/D模塊相連；

所述的背靠背變流器（5）包括由絕緣柵雙極型晶體管G₁～G₆組成的轉子側變流器和由絕緣柵雙極型晶體管S₁～S₆組成的網側變流器；所述的網側變流器與轉子側變流器經直流側母線連接在一起；所述的直流側母線上并聯電容器C，并且所述背靠背變流器（5）的直流側母線上分別裝設霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器；所述的網側變流器和轉子側變流器每相交流出線端設有霍爾電流傳感器；所述的霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器的輸出信號端均與CompactRIO控制器（8）的A/D模塊相連；

所述的Crowbar保護電路（6）主要由整流橋DB2、斬波限流管VT2和旁路電阻R₂組成；所述的整流橋DB2的交流接線端與雙饋發電機（2）的轉子繞組相連，整流橋DB2的直流接線端與旁路電阻R2、斬波限流管VT2構成可控放電回路，并且在可控放電回路上裝設有霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器的輸出端與CompactRIO控制器（8）的A/D模塊相連；

所述的CompactRIO控制器（8）包括內嵌高速多核處理器和FPGA的CompactRIO支架，支架上安裝有通用DI/DO模塊、高速DO模塊和A/D模塊；所述的高速DO模塊分別與風力機模擬裝置（1）的斬波管VT1、Crowbar保護電路（6）的斬波限流管VT2、背靠背變流器（5）的絕緣柵雙極型晶體管G₁～G₆、S₁～S₆的柵極相連接；所述的A/D模塊分別與平臺各個測量點的傳感器、模擬量信號調理模塊輸出端相連接。

2.?根據權利要求1所述的基于CompactRIO的雙饋風力發電機組物理仿真平臺，其特征在于：所述的風力機模擬裝置（1）由CompactRIO控制器（8）輸出PWM脈沖控制信號，驅動斬波管VT1，進而控制直流電動機M輸出轉矩，模擬風力機運行。

3.?根據權利要求1所述的基于CompactRIO的雙饋風力發電機組物理仿真平臺，其特征在于：所述的背靠背變流器（5）由CompactRIO控制器（8）輸出12路PWM脈沖控制信號，驅動絕緣柵雙極型晶體管G₁～G₆、S₁～S₆，進而實現雙饋發電機有功功率和無功功率的解耦控制。