[发明专利]风储发电系统仿真方法及平台

说明书

技术领域

本发明实施例涉及风电技术领域，特别涉及一种风储发电系统仿真方法及平台。

背景技术

风能作为无污染的可再生能源，在全球能源互联网的大背景之下成为了重要的可利用能源之一。截止到2014年底，我国累计风电装机容量已经达到11.46GW，风力发电已成为促进能源多样性和实现可持续发展的重要能源。储能技术能够实现能量的存储与释放，风储系统与风机在出口侧结合成为风储联合发电系统，风储联合发电系统可以平抑由于风力发电不稳定所带来的风电功率波动，是解决风电并网的重要手段，有着广阔的发展前景。然而，我国风力发电技术与储能技术相结合而形成的风储联合发电技术起步较晚，如何有效、协调配置风储联合运行系统成为了目前研究的重点。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：传统的风储系统仿真平台一般是用纯数字仿真方式构建，只能从理论或者功能上仿真风储系统工作机理，精确性与复杂程度都与实际的风储系统差距很大。例如，现有技术公开了一种含风光储的综合微电网实验仿真平台，其是一个基于微电网模型的实时数字仿真系统，可以研究风光储综合微电网暂态下的复杂动态行为。但该平台的风机、蓄电池、光伏板等微电网模块以及与之相连接的变流器、变压器、逆变器等均是用现有的微电网数字模型搭建而成，实际微电网中的能量转换损耗、数据传递不一致、并网异常等特殊情况很难复现。因此，现有的风储系统仿真在精确性等方面已经无法研究的实际需求。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种风储发电系统仿真方法及平台，通过仿真机控制真实设备模拟风储联合发电，从而使得仿真更接近真实的风储发电系统，进而提高仿真的精确度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种风储发电系统仿真平台，包括：第一上位机、第一实时仿真机、电机驱动器、电动机、发电机、第二上位机、第二实时仿真机、功率模块以及风储系统；所述第一上位机通信连接所述第一实时仿真机，所述第一上位机用于搭建电动机控制模型，所述第一实时仿真机用于运行所述电动机控制模型；所述第一实时仿真机、电机驱动器以及所述电动机依次连接，所述第一实时仿真机还连接所述电动机，所述第一实时仿真机还用于采集所述电动机的工作状态信息，并根据采集的所述电动机的工作状态信息实时控制所述电机驱动器驱动所述电动机，以模拟各种工况下的风机；所述第二上位机通信连接所述第二实时仿真机，所述第二上位机用于搭建储能并网控制模型，所述第二实时仿真机用于运行所述储能并网控制模型；所述电动机、发电机、功率模块依次连接，所述功率模块还连接所述第二实时仿真机、风储系统以及电网。

本发明的实施方式还提供了一种风储发电系统仿真平台的搭建方法，包括：将第一上位机与第一实时仿真机通信连接；其中，所述第一上位机用于搭建电动机控制模型，所述第一实时仿真机用于运行所述电动机控制模型；将第二上位机与第二实时仿真机通信连接；其中，所述第二上位机用于搭建储能并网控制模型，所述第二实时仿真机用于运行所述储能并网控制模型；将所述第一实时仿真机、电机驱动器、电动机依次连接，并连接所述第一实时仿真机与所述电动机；其中，所述第一实时仿真机还用于采集所述电动机的工作状态信息，并根据采集的所述电动机的工作状态信息实时控制所述电机驱动器驱动所述电动机，以模拟各种工况下的风机；将所述电动机与发电机、功率模块依次连接，并将所述功率模块与所述第二实时仿真机、风储系统以及电网连接。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过第一实时仿真机、电机驱动器以及电动机模拟各种工况下的真实风机，并通过发电机、功率模块、风储系统以及第二实时仿真机模拟电能的储能以及并网功能，从而不仅可以动态模拟风机在各种工况下的运行特性，使得平台内的数据与真实风储发电系统的数据更一致，而且通过采用第一实时仿真机替代电动机控制系统中的控制器，第二实时仿真机替代实际风储系统中的控制器，还可以在不同工况下快速构建风储发电系统的拓扑结构以及控制策略原型，从而为风储系统的理论研究和数据验证提供快速的强有力的平台支撑。

另外，所述第二实时仿真机与所述功率模块之间采用光纤通信连接。从而可以保证通信的实时性。

另外，所述功率模块包括：滤波器、变流器以及逆变器；所述滤波器、变流器以及逆变器依次连接。

另外，所述电动机包括：永磁同步电机。

另外，所述电机驱动器集成有电机保护装置。从而可以防止电动机损坏。

另外，所述第二实时仿真机集成有通信模块、保护模块、信号处理模块以及信号调制模块。从而可以快速搭建风储系统的拓扑结构。