[发明专利]基于硬件在环仿真的风电机组功率控制测试平台及其方法

说明书

本发明涉及一种基于硬件在环仿真的风电机组功率控制测试平台及其方法，测试平台的被测风电机组主控系统、数据实时交互设备、综合测控系统依次连接，风电机组仿真模型分别与被测风电机组主控系统、数据实时交互设备和综合测控系统连接。本发明基于对风电机组的硬件在环仿真，将风电机组的叶片、轮毂、发电机、塔筒等部件进行数学建模并与实际的主控制器硬件进行实时在线仿真，通过风电机组的硬件在环仿真中的参数设定设置所需测试工况，实现风电机组功率控制能力的测试。

技术领域

本发明涉及新能源接入与控制领域，具体涉及一种基于硬件在环仿真的风电机组功率控制测试平台及其方法。

背景技术

风电作为发展潜力巨大、应用最为广泛的可再生能源，是可再生能源发展的重点和支柱。在实现风电并网后，引起电网公司、业主、制造商等各方关注的是风电机组的并网性能。风电机组的功率控制能力是影响风电机组并网性能的一个重要指标。

随着风电的大规模并网，风能的波动性和不确定性导致风电机组出力的波动性，同时风电机组本身与常规发电机组不同的运行特性和控制方法也给系统的安全稳定运行带来了一些不利影响。其中，双馈感应风电机组实现了发电机有功功率和无功功率的解耦控制，使得DFIG风电机组的机械功率与系统电磁功率解耦、转子转速与系统频率解耦，因此失去了对系统频率变化的响应能力，影响电网运行的安全稳定。不同风力发电机组有不同的功率控制特性，其并网性能也不尽兴相同，因此需要对风电机组的功率控制性能进行测试以评估其并网对电网稳定运行的影响。

专利申请《一种风电机组有功功率控制方法和系统》(公开号：CN 105515061A)中提出了一种风电机组有功功率控制方法和系统，提出的风电机组有功功率控制方案，能够充分考虑影响风电机组运行寿命的因素,根据上述因素的特点进行分组,选择相应的控制序列与策略，对风电机组进行有功功率调节，从而减缓风电机组的老化；专利申请《一种风电场功率控制策略的测试系统及方法》(公开号：CN 103605360A)中提供了一种风电场功率控制策略的测试系统及其方法,该系统的风电场功率控制策略制定模块包括依次连接的网络数据接收/发送模块、数据解析模块、数据缓存模块、数据容错模块、有功/无功控制模块和实时数据交互模块,数据容错模块的输出端与实时数据交互模块的输入端连接；风电场功率控制策略制定模块通过网络数据接收/发送模块与风电场电网模拟仿真模块或实际电网接口模块进行信息交互，形成控制闭环测试风电场有功/无功控制系统的控制性能,提高现场投运成功率。目前尚无有功功率控制的实验室测试方法相关专利。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种基于硬件在环仿真的风电机组功率控制测试平台及其方法，本发明基于对风电机组的硬件在环仿真，将风电机组的叶片、轮毂、发电机、塔筒等部件进行数学建模并与实际的主控制器硬件进行实时在线仿真，通过风电机组的硬件在环仿真中的参数设定设置所需测试工况，实现风电机组功率控制能力的测试。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于硬件在环仿真的风电机组功率控制测试平台，其改进之处在于，所述测试平台包括被测风电机组主控系统、数据实时交互设备、综合测控系统和风电机组仿真模型；所述被测风电机组主控系统、数据实时交互设备、综合测控系统依次连接，所述风电机组仿真模型分别与被测风电机组主控系统、数据实时交互设备和综合测控系统连接。

进一步地，所述风电机组仿真模型通过数据实时交互设备与被测风电机组主控系统进行实时数据交互，并模拟被测风电机组主控系统的运行环境与工况，所述综合测控系统在试验中进行风电机组核心运行数据的在线观测与测试数据处理工作。

进一步地，所述被测风电机组主控系统包括主控制器，与所述主控制器连接的外围电路及主控系统应用模块；

所述风电机组仿真模型包含风速、风向、温度、电量模块、叶片、机舱、塔筒、传动链、偏航系统、液压系统、刹车、变桨系统、变频器、发电机和电网模型。