[发明专利]一种风电机组变桨电机的半实物仿真平台

说明书

本发明涉及一种风电机组变桨电机的半实物仿真平台，包括实时仿真器、控制器、负载模块和示波器，实时仿真器分别连接控制器、负载模块和示波器，实时仿真器内存储有逆变器模型和变桨电机模型；控制器存储有风电机组变桨控制算法，控制器的信号传输至逆变器模型中，控制器采用风电机组变桨控制算法通过控制逆变器模型进而控制变桨电机模型；负载模块用于为实时仿真器提供变桨电机模型的负载数据；示波器用于显示实时仿真器的数据波形。与现有技术相比，本发明具有更加经济方便；克服了离线仿真的非实时性，时间上可以同步，能够得到真实的反馈数据；考虑了不同工况和不同风模型下的变桨轴承载荷数据等优点。

技术领域

本发明涉及风电机组变桨电机仿真模拟领域，尤其是涉及一种风电机组变桨电机的半实物仿真平台。

背景技术

随着风力发电技术的快速发展，风电机组的容量和体型越来越大，因此对风电机组的设计和测试也有了更高的要求。在测试风电机组的变桨算法时，一般有以下几种方法：搭建真实的风力发电机组测试平台进行测试、在Matlab/Simulink软件中搭建离线仿真模型进行测试和搭建对拖电机平台进行测试。

在测试风电机组的变桨算法时，若采用真实的风电机组测试平台进行测试，虽然得到的测试结果有说服力，但是搭建真实的风电机组测试平台的成本比较昂贵，在做极限试验时容易损坏风电设备和造成人员伤害。在Matlab/Simulink软件中搭建离线仿真模型进行测试变桨算法时，投入成本低，但由于离线仿真的非实时性，时间上不能同步，无法得到真实的反馈数据以及一些由于实物、环境造成的误差影响。在搭建对拖电机平台进行测试风电机组的变桨算法时，虽然有真实的电机设备，但真实环境和运行工况下的负载转矩很难进行模拟。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在搭建真实的风电机组测试平台的成本比较昂贵、在Matlab/Simulink软件中搭建离线仿真模型无法得到真实的反馈数据的缺陷而提供一种风电机组变桨电机的半实物仿真平台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种风电机组变桨电机的半实物仿真平台，包括实时仿真器、控制器、负载模块和示波器，所述实时仿真器分别连接所述控制器、负载模块和示波器，所述实时仿真器内存储有逆变器模型和变桨电机模型；

所述控制器存储有风电机组变桨控制算法，所述控制器的信号传输至所述逆变器模型中，所述控制器采用所述风电机组变桨控制算法通过控制所述逆变器模型进而控制所述变桨电机模型；

所述负载模块用于为所述实时仿真器提供变桨电机模型的负载数据；

所述示波器用于显示所述实时仿真器的数据波形。

进一步地，所述负载模块根据预设的风电机组变桨轴承工况分析表，通过GHBladed仿真软件计算，获取所述载荷负载数据，所述风电机组变桨轴承工况分析表如下：

表中，DLC为载荷设计工况序号，NWP为正常风廓线模型，EOG为极端工作阵风模型，EDC为极端风向变化模型，NTM为正常湍流模型，ETM为极端湍流模型，ECD为方向变化的极端相干阵风模型，EWS为极端风速切变模型，V_hub为轮毂中心高度处风速，V_in为切入风速，V_out为切出风速，V_r为额定风速。

进一步地，所述控制器采用DSP设备，所述风电机组变桨控制算法存储在所述DSP设备的DSP板卡内，所述DSP设备发出PWM波对所述逆变器模型进行控制。

进一步地，所述半实物仿真平台还包括人机界面，该人机界面连接所述控制器；

所述人机界面用于完成实验数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，对所述半实物仿真平台进行可视化监控。