[發明專利]一種基于VSG的風電并網半實物仿真系統

有效

• 申請號: 201710829362.5
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107565599B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 劉文強;王震;惠小健;李永新;王平安;邱力軍;孫衛
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 馬超前

1.一種基于VSG的風電并網半實物仿真系統，包括實際風電并網系統和基于VSG的電網仿真系統，其特征在于：實際風電并網系統包括原動機（1），原動機（1）的控制輸入和風機主控系統（6）的第一輸出連接，原動機（1）的輸出端直接與PMSG（2）的輸入端連接，PMSG （2）的輸出端與機側變流器（3）的輸入端連接，機側變流器（3）的輸出端與網側變流器（4）的輸入端連接，機側變流器（3）、網側變流器（4）、PMSG （2）通過變流器控制系統（5）實現控制，變流器控制系統（5）和風機主控系統（6）的第二輸出/輸入雙向連接，網側變流器（4）的輸出端與變壓器（7）的輸入端連接，變壓器（7）的輸出端與并網點B₁^’的第一輸入端雙向連接，并網點B₁^’的第一輸出端與負載（8）連接，并網點B₁^’的第二輸入端與并網點模擬器（9）的第一輸出/輸入端雙向連接，并網點模擬器（9）的第二輸出端與受控源（10）的輸入端S連接，受控源（10）的+輸出端與并網點B₁的第一輸入端連接，受控源（10）的-輸出端接地，并網點B₁的輸出端與并網點模擬器（9）的輸入端連接，并網點B₁的第二輸入端與線路阻抗（11）的輸出端連接，線路阻抗（11）的輸入端與母線（B₀）連接，母線（B₀）與LCL濾波器（13）的輸出端雙向連接，LCL濾波器（13）的輸入端與逆變器（15）的輸出端連接，電壓電流信號采集單元（12）對母線（B₀）的電壓電流信號進行采集后，電壓電流信號采集單元（12）的輸出端與控制器（14）的輸入端連接，控制器（14）的輸出端與逆變器（15）的第二輸入端連接，逆變器（15）的第一輸入端與直流電源（16）的輸出端連接；

原動機（1）、PMSG（2）、機側變流器（3）、網側變流器（4）、變流器控制系統（5）、風機主控系統（6）、變壓器（7）、負載（8）、并網點模擬器（9）連接構成實際風電并網系統；受控源（10）、線路阻抗（11）、電壓電流信號采集單元（12）、LCL濾波器（13）、控制器（14）、逆變器（15）、直流電源（16）連接構成基于VSG的電網仿真系統；

所述的并網點模擬器（9）一方面將電網仿真系統輸出的并網點電壓信號轉換為模擬量輸出，并由并網點電壓模擬器放大，作為實際風電并網系統的并網電壓；另一方面將實際風電并網系統輸出的并網電流信號通過模擬量輸入傳送回基于VSG的電網仿真系統中，作為數字電力系統中風電并網點的注入電流，從而實現實際風電并網系統和數字電力系統并網點界面上的電壓、電流的控制和反饋。

2.根據權利要求1所述的一種基于VSG的風電并網半實物仿真系統，其特征在于：所述的變流器控制系統（5）根據風機主控系統（6）的指令，一方面控制PMSG （2）轉矩，實現風能的最大功率跟蹤，另一方面穩定直流電壓，控制并網電流質量及無功功率。

3.根據權利要求1所述的一種基于VSG的風電并網半實物仿真系統，其特征在于：所述的風機主控系統（6）由監控系統、主控系統、變槳控制系統以及變頻系統組成，對原動機（1）進行監控、自動調節以及實現最大風能的捕捉。

4.根據權利要求1所述的一種基于VSG的風電并網半實物仿真系統，其特征在于：所述的受控源（10）作為并網點風力發電注入電流，等效為風電并網系統的作用，受實際風力發電并網電流控制。

5.根據權利要求1所述的一種基于VSG的風電并網半實物仿真系統，其特征在于：所述的電壓電流信號采集單元（12）是對并網端口的電壓電流信號進行采集和轉換。

6.根據權利要求1所述的一種基于VSG的風電并網半實物仿真系統，其特征在于：所述的LCL濾波器（13）為了濾除并網電流中含有的大量諧波，改善電能質量。