[發明專利]一種基于實時控制器的風機并網測試和研發平臺

在審

• 申請號: 201910604617.7
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110262462A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 牛璽童;韓非
• 申請（專利權）人: 商飛信息科技（上海）有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 上海驍象知識產權代理有限公司 31315
• 代理人: 劉佳

本發明公開了一種基于實時控制器的風機并網測試和研發平臺，包括：PC機，用于通過模擬軟件模擬設計的風機并網控制算法，同時還通過顯示器顯示界面顯示各個設備的基本參數、工況；實時控制器，用于運行PC機建立的模擬模型；變頻器；風力模擬電機；風機用電機；開源四象限背靠背驅動器，由兩個三相橋模塊組成，兩個三相橋模塊分別通過各自的IGBT驅動器驅動，且三相橋模塊之間通過直流母線導電連接；實時控制器的信號端還分別與變頻器、兩個IGBT驅動器的控制端通訊連接；兩個三相橋模塊各為網側三相橋模塊、機側三相橋模塊，所述網側三相橋模塊的交流電輸出端還與變頻器的接電端導電連接；風力模擬電機的輸出軸與風機用電機的輸入軸連接。

技術領域

本發明涉及風機并網控制技術研發與測試領域，特別是涉及一種基于實時控制器的風機并網測試和研發平臺。

背景技術

近年來，隨著分布式新能源及控制技術研究的迅速發展，促進了風機并網控制系統在多種微電網系統和電力電子控制領域中的廣泛應用，其應用場合包括：新能源發電系統、微電網控制及電力電子控制等領域。作為最常見和基礎的新能源發電轉換裝置，風機并網控制系統的轉速跟蹤精度、對風力變化的抗干擾能力及并網電能質量都對電網和風機用電機起到至關重要的作用，因而對于風機并網控制技術的高精度控制受到越來越多的關注。此外，為降低研究的時間成本和提高測試效率，研究一種具有良好的兼容性和擴展性、提供快速便捷的開發環境、集成多種運行狀態和安全可靠的風機并網控制技術研發與測試平臺就顯得尤為必要。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于實時控制器的風機并網測試和研發平臺，其具有良好的兼容性和擴展性、可提供快速便捷的開發環境、且集成性高、安全可靠等特性。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于實時控制器的風機并網測試和研發平臺，包括：

PC機，用于通過模擬軟件模擬設計的風機并網控制算法，同時還通過顯示器顯示界面顯示各個設備的基本參數、工況；

實時控制器，用于運行PC機建立的模擬模型；PC機信號端與實時控制器信號端通訊連接；

變頻器，用于控制風力模擬電機輸入電源的頻率，從而調節風力模擬電機的運行狀態；

風力模擬電機，用于過設定轉矩來模擬風力變化；

風機用電機，用于發電；

開源四象限背靠背驅動器，由兩個三相橋模塊組成，兩個三相橋模塊分別通過各自的IGBT驅動器驅動，且三相橋模塊之間通過直流母線導電連接；實時控制器的信號端還分別與變頻器、兩個IGBT驅動器的控制端通訊連接；

兩個三相橋模塊中與風機用電機電源輸出端導電連接的為機側三相橋模塊；與濾波器的接入端導電連接的為網側三相橋模塊；所述網側三相橋模塊的交流電輸出端還與變頻器的接電端導電連接；風力模擬電機的輸出軸與風機用電機的輸入軸連接。

優選地，實時控制器為dSPACE實時控制器，dSPACE實時控制器為基于dSPACE系統的實時處理器。

優選地，還包括濾波器，其用于對需要并網的交流電進行濾波。

優選地，機側三相橋模塊用于將風機用電機發出的交流電轉換為直流電并通過直流母線輸送至網側三相橋模塊，然后通過網側三相橋模塊將此直流電轉換為能夠并網的交流電，再輸送入濾波器中進行濾波，最后并入電網。

優選地，所述風機用電機通過電機編碼器實時測量其轉速，且風機用電機輸出的交流電通過機側電流傳感器檢測其輸出的電流；

所述開源四象限背靠背驅動器輸出的交流電通過網側電流傳感器檢測其電流大小；所述電網通過電網電壓傳感器檢測其電壓；

所述電機編碼器、電流傳感器、網側電流傳感器、電網電壓傳感器的檢測信號分別輸入與實時控制器內。