[发明专利]一种风电机组模拟方法

说明书

本发明公开一种风电机组模拟方法，其利用真实风机的传动链部件和仿真机组的转动惯量、桨叶风能利用效率、模拟的风况模型和实际机舱角度等，计算机组有效吸收风能、从而计算传动链加速度，考虑到传动链计算加速度和真实传动链拖动的时延，在拖动转速计算中增加一阶微分超前环节，然后使用电动机拖动发电机根据计算速度进行速度控制。还可以真实地模拟实际机组和主控系统的启停机控制，以及最大功率跟踪和恒功率控制。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及风力发电模拟技术领域，具体是一种风电机组模拟控制方法。

背景技术

随着风电机组累计装机容量的提升，风电从业人员的日益增多，无论从机组设计、制造，还是运维角度，对相关人员的技术培训需求越来越迫切。风电机组的装备特点受场地、气象的约束很明显，所以一个能够在车间内就可全面、真实的模拟风电机组实际运行实操训练平台具有十分重要的意义。

当前有些模拟平台一般只是使用一个电动机带动一个发电机，简单拖动到并网转速附近进行并网。有些模拟平台会使用两台风电机组低速轴对拖的方式进行并网。上述两种方式一般都只是简单的并网发电，并没有模拟风电机组启机控制，最大功率跟踪和恒功率控制等功能，只是一个简单的并网装置。有的则是建立真实风洞实验平台，使用真实的风驱动风电机组运行发电，但是这需要很大实验场地和资金的投入。

发明内容

在下文中给出了关于本发明实施例的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为了克服背景技术中所述的两种方式的缺点，本发明提供一种既经济，又实用的一种基于真实机组传动链部件、变流器系统和主控系统的模拟控制技术，在车间内就可以更加全面、真实的模拟实际机组的运行特性，根据模拟风况进行启停机运行，最大功率跟踪和恒功率控制等特性。

根据本申请的一个方面，提供一种风电机组模拟方法，提供拖动电机、发电机、相互电性连接的机组传动链部件、拖动变频器系统和主控系统；机组传动链部件与拖动电机和发电机均连接；其控制方法包括：

模拟机组传动链部件的桨叶角度和风速、以及实际风轮转速；

利用真实风机的传动链部件和仿真机组的转动惯量、桨叶风能利用效率、模拟的风速模型和实际机舱角度，计算机组有效吸收风能，利用吸收风能计算传动链加速度；

使用电动机拖动发电机根据计算速度进行速度控制；

模拟实际机组以及主控系统的启停机控制，最大功率跟踪和恒功率控制。

其中，为降低传动链计算加速度和真实传动链拖动的时延，在使用电动机拖动发电机的拖动转速计算中增加一阶微分超前环节。

进一步的，所述控制方法还包括：风电机组在启动后，所述主控系统判断当前激活的状态码是否为停机等级以上的状态码，如果没有则正常启机运行。

进一步的，主控系统中产生实时风况模型，该风况模型的计算方法描述如下：模拟风速由6部分组成，模拟风速V＝基值风速Vb+波值风速Vw+阵风风速Vg+梯度风速Vl+白噪声风速Vn；其中基值风速Vb、波值风速Vw、阵风风速Vg可用单位圆上的不同角速度旋转的矢量的正弦值乘以相应的风速模值计算；白噪声风速Vn为一限定幅值范围内的噪声风速；梯度风速Vl根据如下的曲线线性插补计算：

Y＝-2，0≤x＜40；

Y＝-2+4(x-40)/5，40≤x＜50；

Y＝6，50≤x＜70；

Y＝6+3*(70-x)/10，70≤x＜85；