[发明专利]一种风电机组控制器在线实时仿真测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试系统，具体涉及一种风电机组控制器在线实时仿真测试系统。

背景技术

风电机组性能测试评估是提高风电机组并网性能的重要技术手段。现有的风电机组性能测试评估方法主要有：模型算法仿真、对拖平台测试和现场测试。模型算法仿真主要是应用Matlab/Simulink、GH Bladed和PowerFactory等仿真软件建立风力发电机组的模型并利用模型进行仿真分析的测试手段，该方法偏向于风电机组设计初期，控制逻辑与策略的初步验算，测试结果的准确度与模型准确度强相关。对拖平台测试是利用电动机、发电机全功率模拟对拖平台模拟实际风电机组，然而其无法模拟风电机组的全部工况，适应于部分工况下风电机组发电机、变流器控制策略开发与性能测试，且其试验占地大、成本高。现场测试可以全面反映风电机组真实性能，然而由于风电的随机性与波动性，现场受机组自身与环境的影响显著，其试验周期长、成本高、风险大，不利于新型控制算法与性能提升方案的快速试验验证。

申请号为201120348789.1的实用新型虽然提供了一种用于风力发电机主控系统测试的硬件在环实验系统，但其风电机组模型较为简单，无法反应风电机组的实际电磁状态；另外，其仿真模型在非实时系统中运行，无法保障主控系统与仿真模型的实时性要求，可能对测试结果带来偏差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种风电机组控制器在线实时仿真测试系统，该系统兼容通讯方式和硬接线方式，为实现风电机组多种实时硬件在线仿真提供应用平台。系统将被测风电机组主控系统控制器、变桨控制器和变流器的控制器与风电机组系统仿真模型通过实时仿真交互系统实现实时数据交互运行与仿真，为被测风电机组控制器仿真模拟最大程度的真实运行环境，通过被测风电机组控制器的外部硬件和内部数据的表现和对数据的分析达到对风电机组控制器控制和测试的目的。同时，利用实测数据对风电机组系统仿真模型进行校核，得到较为准确的风电机组系统仿真模型，利用风电机组控制器在线实时仿真测试系统仿真评估风电机组运行与并网特性。利用该仿真测试系统可以在实验室环境下实现风电机组运行与保护特性的测试与评估，有利于新型控制算法与性能提升方案的快速试验验证。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

提供一种风电机组控制器在线实时仿真测试系统，所述系统包括风电机组控制器、实时仿真交互系统和风电机组系统仿真模型；所述风电机组控制器下发动作指令给所述实时仿真交互系统，所述实时仿真交互系统将接收的动作指令进行转换，并将转换后的动作指令传输给所述风电机组系统仿真模型，所述风电机组系统仿真模型执行实时仿真交互系统传输的动作指令，提供风电机组控制器所需的反馈信号，并将反馈信号通过所述实时仿真交互系统反馈给所述风电机组控制器。

所述风电机组控制器包括风电机组主控系统、变流器控制系统和风电机组变桨系统。

所述风电机组主控系统包括主控系统控制器及第一外围接口与供电电路；

所述主控系统控制器为所述风电机组主控系统的核心，主要采用PLC控制器或微处理器，对风电机组主控程序的执行和风电机组运行及保护的全过程进行控制；

所述第一外围接口与供电电路主要包括硬接线I/O、Modbus串口通信、Canopen通信、RS485串口通信、Modbus TCP通信接口以及交流110V、交流220V、直流24V和直流5V供电电路。

所述变流器控制系统包括变流器的控制器及第二外围接口与供电电路；

所述变流器的控制器是变流器控制系统的核心，其采用DSP处理器、FPGA处理器或DSP处理器和FPGA处理器结合的形式，负责变流器核心算法的执行和变流器PWM调制信号的发生与保护；

所述第二外围接口与供电电路主要包括硬接线I/O、Modbus串口通信、RS485串口通信接口以及交流220V、直流24V和直流5V供电电路。

所述风电机组变桨系统包括变桨控制器及第三外围接口与供电电路，所述变桨控制器是风电机组变桨系统的核心，主要采用PLC控制器或微处理器，负责变桨系统核心算法的执行和变桨系统动作指令的上传与下发；

所述第三外围接口与供电电路主要包括硬接线I/O、Modbus串口通信、Modbus TCP通信接口以及交流110V、交流220V和直流24V供电电路。

所述风电机组控制器下发的动作指令包括风电机组动作指令、变流器动作指令和变桨系统动作指令。