[發明專利]風儲發電系統仿真方法及平臺

在審

• 申請號: 201711019093.2
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107947225A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 孫彥彪;杜航;周寅;石林龍;劉鴻飛;李鴻彪
• 申請（專利權）人: 上海科梁信息工程股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙)31260
• 代理人: 成麗杰

技術領域

本發明實施例涉及風電技術領域，特別涉及一種風儲發電系統仿真方法及平臺。

背景技術

風能作為無污染的可再生能源，在全球能源互聯網的大背景之下成為了重要的可利用能源之一。截止到2014年底，我國累計風電裝機容量已經達到11.46GW，風力發電已成為促進能源多樣性和實現可持續發展的重要能源。儲能技術能夠實現能量的存儲與釋放，風儲系統與風機在出口側結合成為風儲聯合發電系統，風儲聯合發電系統可以平抑由于風力發電不穩定所帶來的風電功率波動，是解決風電并網的重要手段，有著廣闊的發展前景。然而，我國風力發電技術與儲能技術相結合而形成的風儲聯合發電技術起步較晚，如何有效、協調配置風儲聯合運行系統成為了目前研究的重點。

發明人發現現有技術中至少存在如下問題：傳統的風儲系統仿真平臺一般是用純數字仿真方式構建，只能從理論或者功能上仿真風儲系統工作機理，精確性與復雜程度都與實際的風儲系統差距很大。例如，現有技術公開了一種含風光儲的綜合微電網實驗仿真平臺，其是一個基于微電網模型的實時數字仿真系統，可以研究風光儲綜合微電網暫態下的復雜動態行為。但該平臺的風機、蓄電池、光伏板等微電網模塊以及與之相連接的變流器、變壓器、逆變器等均是用現有的微電網數字模型搭建而成，實際微電網中的能量轉換損耗、數據傳遞不一致、并網異常等特殊情況很難復現。因此，現有的風儲系統仿真在精確性等方面已經無法研究的實際需求。

發明內容

本發明實施方式的目的在于提供一種風儲發電系統仿真方法及平臺，通過仿真機控制真實設備模擬風儲聯合發電，從而使得仿真更接近真實的風儲發電系統，進而提高仿真的精確度。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種風儲發電系統仿真平臺，包括：第一上位機、第一實時仿真機、電機驅動器、電動機、發電機、第二上位機、第二實時仿真機、功率模塊以及風儲系統；所述第一上位機通信連接所述第一實時仿真機，所述第一上位機用于搭建電動機控制模型，所述第一實時仿真機用于運行所述電動機控制模型；所述第一實時仿真機、電機驅動器以及所述電動機依次連接，所述第一實時仿真機還連接所述電動機，所述第一實時仿真機還用于采集所述電動機的工作狀態信息，并根據采集的所述電動機的工作狀態信息實時控制所述電機驅動器驅動所述電動機，以模擬各種工況下的風機；所述第二上位機通信連接所述第二實時仿真機，所述第二上位機用于搭建儲能并網控制模型，所述第二實時仿真機用于運行所述儲能并網控制模型；所述電動機、發電機、功率模塊依次連接，所述功率模塊還連接所述第二實時仿真機、風儲系統以及電網。

本發明的實施方式還提供了一種風儲發電系統仿真平臺的搭建方法，包括：將第一上位機與第一實時仿真機通信連接；其中，所述第一上位機用于搭建電動機控制模型，所述第一實時仿真機用于運行所述電動機控制模型；將第二上位機與第二實時仿真機通信連接；其中，所述第二上位機用于搭建儲能并網控制模型，所述第二實時仿真機用于運行所述儲能并網控制模型；將所述第一實時仿真機、電機驅動器、電動機依次連接，并連接所述第一實時仿真機與所述電動機；其中，所述第一實時仿真機還用于采集所述電動機的工作狀態信息，并根據采集的所述電動機的工作狀態信息實時控制所述電機驅動器驅動所述電動機，以模擬各種工況下的風機；將所述電動機與發電機、功率模塊依次連接，并將所述功率模塊與所述第二實時仿真機、風儲系統以及電網連接。

本發明實施方式相對于現有技術而言，通過第一實時仿真機、電機驅動器以及電動機模擬各種工況下的真實風機，并通過發電機、功率模塊、風儲系統以及第二實時仿真機模擬電能的儲能以及并網功能，從而不僅可以動態模擬風機在各種工況下的運行特性，使得平臺內的數據與真實風儲發電系統的數據更一致，而且通過采用第一實時仿真機替代電動機控制系統中的控制器，第二實時仿真機替代實際風儲系統中的控制器，還可以在不同工況下快速構建風儲發電系統的拓撲結構以及控制策略原型，從而為風儲系統的理論研究和數據驗證提供快速的強有力的平臺支撐。

另外，所述第二實時仿真機與所述功率模塊之間采用光纖通信連接。從而可以保證通信的實時性。

另外，所述功率模塊包括：濾波器、變流器以及逆變器；所述濾波器、變流器以及逆變器依次連接。

另外，所述電動機包括：永磁同步電機。

另外，所述電機驅動器集成有電機保護裝置。從而可以防止電動機損壞。

另外，所述第二實時仿真機集成有通信模塊、保護模塊、信號處理模塊以及信號調制模塊。從而可以快速搭建風儲系統的拓撲結構。