[发明专利]一种风力发电模拟平台及其模拟方法

权利要求书

1.一种风力发电模拟平台，其特征在于：包括有风机模拟器、异步电机系统、双馈电机系统、电压跌落装置、联轴器，所述的异步机系统包括四象限整流器、变频器、异步电机，电网与四象限整流器连接，四象限整流器直流侧与变频器直流侧相连，变频器的输出端控制连接异步电机的定子；所述的双馈电机系统包括双馈电机、背靠背变流器、隔离变压器、并网接触器，背靠背变流器包括有网侧变流器和机侧变流器，网侧变流器直流侧与机侧变流器相连，网侧变流器通过隔离变压器接入电压跌落装置，机侧变流器连接双馈电机的转子，双馈电机的定子通过并网接触器接入电压跌落装置，电压跌落装置接入电网；所述的异步电机与双馈电机之间通过联轴器连接，所述的风机模拟器分别与变频器、机侧变流器进行通信连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电模拟平台，其特征在于：所述的电压跌落装置包括有接触器、隔离变压器、调压器。

3.根据权利要求1所述的风力发电模拟平台，其特征在于：所述的异步电机系统还包括有光电编码器，光电编码器与异步电机的转轴相连，光电编码器还与风机模拟器相连。

4.根据权利要求1所述的风力发电模拟平台，其特征在于：所述的风机模拟器通过RS485总线与变频器进行通讯，通过CAN总线与机侧变流器进行通讯。

5.根据权利要求1所述的风力发电模拟平台，其特征在于：所述的风机模拟器包括有信号检测单元与DSP单元，DSP单元采用TI公司的TMS320F28335FGPA。

6.一种风力发电模拟平台的模拟方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）异步电机模拟风机，双馈电机并网发电模式的模拟方法：

（1）启动异步电机系统的四象限整流器及双馈电机系统的网侧整流器；

（2）在四象限整流器稳定运行后，启动变频器运行于转速控制模式(VF模式)，拖动双馈电机转动；

（3）转速稳定到达1450转/分左右时，启动双馈电机系统的机侧变流器，使双馈电机运行于转矩控制下；

（4）待双馈电机的定子电压达到并网条件时，控制并网接触器并网，同时变频器切换为转矩控制模式，双馈电机系统的机侧变流器切换为转速控制；

（5）启动风机模拟器，通过风机模拟算法，跟踪风机的转速-转矩/功率特性曲线，通过485总线下发指令给变频器，控制异步电机运行于转矩控制方式模拟风机，拖动双馈电机并网发电；

2）双馈电机模拟风机，异步电机并网发电模式的模拟方法：

（1）启动异步电机系统的四象限整流器及双馈电机系统的网侧整流器；

（2）在四象限整流器稳定运行后，启动变频器运行于转速控制模式(VF模式)，拖动双馈电机转动；

（3）转速稳定到达1450转/分左右时，启动双馈电机系统的机侧变流器，使双馈电机运行于转矩控制下；

（4）待双馈电机的定子电压达到并网条件时，控制并网接触器并网；

（5）启动风机模拟器，通过风机模拟算法，计算模拟转矩，通过CAN总线下发指令给双馈电机系统的机侧变流器，控制双馈电机运行于转矩控制方式模拟风机，拖动异步电机并网发电；

3）转矩-转矩对拖运行模式的模拟方法，运行过程如下：

（1）启动异步电机系统的四象限整流器及双馈电机系统的网侧变流器；

（2）在四象限整流器稳定运行后，启动变频器运行于转速控制模式(VF模式)，拖动双馈电机转动；

（3）转速稳定到达1450转/分左右时，启动双馈电机系统的机侧控制器，使双馈电机运行于转矩控制下；

（4）待双馈电机的定子电压达到并网条件时，控制并网接触器并网；

（5）启动风机模拟器，检测获得转速、机械转矩信息；通过风机模拟算法，计算模拟转矩，通过RS485总线下发指令给变频器，变频器切换为转矩输出方式模拟风机运行；通过CAN总线下发功率曲线指令给双馈电机机侧变流器，控制双馈电机按照功率曲线加载；

（6）转速稳定后,系统按照实际风电场运行状态向电网输送电能。