[發(fā)明專利]一種直驅(qū)風(fēng)機(jī)低電壓穿越測試平臺

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010048150.5
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN113126517A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林永清
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇和網(wǎng)源電氣有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電變流器測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直驅(qū)風(fēng)機(jī)低電壓穿越測試平臺，主要針對永磁同步直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電的變流器控制系統(tǒng)；該測試平臺利用speedgoat半實物仿真平臺配置風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變流器、電網(wǎng)、低電壓穿越功能模塊等被控部件的關(guān)鍵電氣屬性，通過轉(zhuǎn)換裝置與變流器控制系統(tǒng)互聯(lián)，從而對風(fēng)電變流器的真實控制系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行測試。該測試方法與純仿真相比，極大的提升了測試的準(zhǔn)確性和速度，同時由于真實控制系統(tǒng)為產(chǎn)品級，具備實際應(yīng)用的可參照性；與現(xiàn)場試驗相比，該方法可以方便的進(jìn)行各種極限實驗例如斷相、短路以及低電壓穿越等可能對風(fēng)力發(fā)電變流器造成損壞、測試費用比較昂貴或者試驗條件難以搭建的試驗等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)測試領(lǐng)域，具體涉及一種直驅(qū)風(fēng)機(jī)低電壓穿越測試平臺。

背景技術(shù)

隨能源枯竭、環(huán)境污染日益嚴(yán)重，新能源發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)穩(wěn)步發(fā)展。而風(fēng)力發(fā)電變流器作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件之一，在整個系統(tǒng)中的穩(wěn)定性和可靠性要求也變得越來越嚴(yán)格。然而，受到研發(fā)實驗室環(huán)境以及硬件條件的制約，其核心控制電路及軟件代碼在批量應(yīng)用前，一般無法得到全面、詳盡的測試，可能存在受到現(xiàn)場偶發(fā)事件影響的風(fēng)險，影響變流器發(fā)電性能乃至整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

當(dāng)前國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要包括永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)和雙饋風(fēng)機(jī)兩種，相對于雙饋電機(jī)，永磁直驅(qū)式風(fēng)機(jī)省去齒輪箱對壽命和維修費用的影響，具備較高的效率和較強(qiáng)的電容補償能力，電網(wǎng)兼容性更好，更適合于低電壓穿越。

在傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電變流器控制系統(tǒng)研發(fā)中，工程師一般采用現(xiàn)場測試、長時間運行機(jī)器，以及使用軟件模型代替真實變流器模擬等方式對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行測試，然而低電壓穿越的現(xiàn)場測試模擬真實故障狀態(tài)的成本較高、各種狀態(tài)難以實現(xiàn)、測試操作困難以及測試過程中存在樣機(jī)損毀風(fēng)險等問題。而軟件模擬由于數(shù)據(jù)迭代計算量大，模型準(zhǔn)確性不一致等情況，仿真速度和精度都無法真實應(yīng)用，僅能提供算法層面的依據(jù)，對實際控制板出現(xiàn)的情況無法對應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于一種直驅(qū)風(fēng)機(jī)低電壓穿越測試平臺，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種直驅(qū)風(fēng)機(jī)低電壓穿越測試平臺，所述測試平臺包括半實物仿真平臺、轉(zhuǎn)接裝置、核心控制板和檢測設(shè)備；所述仿真平臺通過所述轉(zhuǎn)接裝置與所述核心控制板信號連接，信號連接為雙通道模式；所述核心控制板與所述檢測設(shè)備信號連接；所述半實物仿真平臺用于直驅(qū)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)及低電壓穿越的仿真；所述轉(zhuǎn)接裝置用于高速信號的轉(zhuǎn)接；所述核心控制板用于為受測風(fēng)力發(fā)電變流器的核心控制電路，所述檢測設(shè)備對所述核心控制板的關(guān)鍵信號進(jìn)行檢測，例如示波器。

優(yōu)選的，所述半實物仿真平臺包括計算機(jī)、通信線和半實物仿真器；所述計算機(jī)通過所述通信線與所述半實物仿真器通信連接，共同運行半實物仿真。

優(yōu)選的，所述計算機(jī)包括直驅(qū)風(fēng)機(jī)模型、雙PWM變流器模型、交流電網(wǎng)模型、電壓跌落控制模型、Speedgoat工具包和配置仿真器I\O物理地址；所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)模型的輸出端Ⅰ與所述雙PWM變流器模型的輸入端Ⅰ電連接；所述雙PWM變流器模型的輸出端Ⅱ與所述交流電網(wǎng)模型的輸入端Ⅰ、所述電壓跌落控制模型的輸入端Ⅰ均電連接；所述Speedgoat工具包的Ⅰ端與所述雙PWM變流器模型信號連接，Ⅱ端與所述配置仿真器I\O物理地址的Ⅰ端信號連接；所述配置仿真器I\O物理地址的Ⅱ端作為所述計算機(jī)的信號輸出端。

優(yōu)選的，所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)模型位于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，數(shù)學(xué)模型為：

式中，u_d、u_q為dq軸參考系中的定子電壓；i_d、i_q為dq軸參考系中的定子電流；L_d、L_q為d軸和q軸電感；w_s是轉(zhuǎn)子的電角速度；定義q周的反電勢為轉(zhuǎn)矩方程如下：