[發明專利]基于RT-Lab雙饋型風電虛擬同步發電機性能測試方法及系統

在審

• 申請號: 201810252579.9
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108508360A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 王曉聲;田博;葛俊;宋鵬;劉輝;崔陽;李智;江浩;孫大衛;鞏宇
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國網冀北電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;湯在彥

本發明提供一種基于RT?Lab雙饋型風電虛擬同步發電機性能測試方法及系統，其中，系統包括：在RT?Lab仿真機中搭建的數字模型、雙饋風機主控制器、變流器控制器及觀測設備，其中，所述數字模型包括異步電機、變壓器、變流器及電網。變壓器設置在異步電機定子與電網之間；變流器設置在異步電機轉子與異步電機定子之間；雙饋風機主控制器安裝有風機本體及傳動軸系的模擬程序，連接變流器控制器及所述RT?Lab仿真機；變流器控制器連接所述RT?Lab仿真機；觀測設備連接雙饋風機主控制器及變流器控制器。本發明能夠避免現場測試的局限性，使得測試結果與實際工程更為接近。同時，能夠對不同廠家的雙饋型風電虛擬同步發電機的控制策略進行全面評估，為工程應用提供指導。

技術領域

本發明屬于風電領域，尤其涉及一種基于RT-Lab雙饋型風電虛擬同步發電機性能測試方法及系統。

背景技術

隨著傳統能源的日益枯竭和環境問題的日益加劇，以光伏、風電為代表的新能源發電技術發展迅猛，而雙饋風機在其中占到了相當大的比例。由于雙饋風機采用異步發電機，其輸出功率與電網頻率和電壓幾乎不存在耦合，故難以為電網提供必要的頻率和電壓支撐。隨著雙饋風機在電網中滲透率的不斷提高，迫切要求雙饋風機具備與傳統同步發電機類似的調頻調壓能力，虛擬同步發電機(Virtual Synchronous Generator,VSG)技術提供了一種解決方案。

VSG技術通過在控制系統中模擬有功調頻和無功調壓等特性，使得雙饋風機并網系統在外特性上與同步發電機類似，從而為電網提供頻率和電壓支撐。VSG技術的研究目前尚處于起步階段，距離大規模工程應用尚有一定距離。為了雙饋型風電虛擬同步發電機在未來的大規模推廣和應用，迫切需要對其性能進行測試和評估，而目前尚缺乏有效的雙饋型風電虛擬同步發電機性能測試方法和系統。

目前對雙饋型風電虛擬同步發電機的性能測試主要通過數字仿真的方法實現。數字仿真方法僅能對控制策略給出定性的驗證，與實際系統在控制結構、信號傳輸、參數整定等方面有很大區別，對工程應用的指導意義有限。因此，目前還缺乏一種貼近工程實際、切實可行的、能夠考慮不同廠家產品差異性的雙饋型風電虛擬同步發電機性能測試方法和系統。

發明內容

本發明用于解決現有技術中采用數字仿真的方法校驗雙饋型風電虛擬同步發電機的性能，一方面與實際工程一致性有較大出入，另一方面無法對不同廠家產品的差異性進行考量。

本發明一技術方案為提供一種基于RT-Lab雙饋型風電虛擬同步發電機性能測試系統，包括：在RT-Lab仿真機中搭建的數字模型、雙饋風機主控制器、變流器控制器及觀測設備，其中，所述數字模型包括異步電機、變壓器、變流器及電網；

所述變壓器設置在異步電機定子與所述電網之間，用于升壓；

所述變流器設置在異步電機轉子與異步電機定子之間，用于根據第二控制信號調整所述異步電機的電磁轉矩和轉速；

所述雙饋風機主控制器安裝有風機本體及傳動軸系的模擬程序，連接所述變流器控制器及所述RT-Lab仿真機，用于發出第一控制信號至所述變流器控制器，發送風機轉速至所述異步電機轉子；

所述變流器控制器連接所述RT-Lab仿真機，用于根據第一控制信號發出第二控制信號至所述變流器；

所述觀測設備連接所述雙饋風機主控制器及所述變流器控制器，用于觀測并記錄所述雙饋風機主控制器及所述變流器控制器內的電氣量。

本發明另一技術方案為提供一種基于RT-Lab雙饋型風電虛擬同步發電機性能測試方法，包括：

搭建前述實施例所述的雙饋型風電虛擬同步發電機測試系統；

設置仿真工況參數、雙饋風機主控制器參數及變流器控制器參數，利用觀測設備觀測并記錄所述雙饋風機主控制器及所述變流器控制器內的電氣量；