一種雙饋式風力發電機組變頻控制器的性能測試仿真平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙饋式風力發電機組變頻控制器的性能測試仿真平臺，屬于新能源裝備性能測試技術領域。
【背景技術】
[0002]雙饋式風力發電機組是目前世界上絕大多數在運或在建風電場的主流機型，而變頻控制器又是雙饋式風力發電機組的核心部件，其性能直接決定了風電場的設備安全和運行效率。變頻控制器的作用主要體現于兩個方面:一是實現雙饋式風力發電機組機械能轉換電能的變速恒頻控制；二是電網低電壓故障時實現風力發電機組的穿越能力達到標準。變頻控制器性能測試的傳統方法為純物理(實物)模型試驗，但物理試驗人力物力成本高、周期長、效率低且物理模型對系統整體等效性差，因此至今尚無法有針對性地開展變頻控制器入網檢測。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是:提供一種雙饋式風力發電機組變頻控制器的性能測試仿真平臺。
[0004]解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下:
[0005]—種雙饋式風力發電機組變頻控制器的性能測試仿真平臺，其特征在于:
[0006]所述的性能測試仿真平臺包括RTDS實時數字仿真器、多個電壓信號功率放大器、多個電流信號功率放大器和多個光電隔離裝置，其中，所述RTDS實時數字仿真器設有模擬量輸出接口板和數字量輸入接口板；所述RTDS實時數字仿真器按真實參數建立有含雙饋式風力發電機組的電網數字仿真模型，該電網數字仿真模型包括風力機及其風能-機械能轉換控制模型、感應式異步發電機模型、雙PWM變流器勵磁電路模型和交流電網等效模型；
[0007]所述RTDS實時數字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述雙PffM變流器勵磁電路模型中的變流器定子側交流電壓信號和變流器轉子側交流電壓信號分別轉換成模擬量輸出，并且，輸出的兩組電壓信號模擬量中的每一路模擬量均通過一個所述電壓信號功率放大器輸出到受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器的相應信號輸入端子；
[0008]所述RTDS實時數字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述雙PffM變流器勵磁電路模型中的變流器定子側交流電流信號轉換成模擬量輸出，并且，輸出的電流信號模擬量中的每一路模擬量均通過一個所述電流信號功率放大器輸出到受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器的相應信號輸入端子；
[0009]所述RTDS實時數字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述雙PffM變流器勵磁電路模型中的變流器IGBT電流、直流母線電壓和轉子位置角分別轉換成模擬量輸出，并且，由該三者轉換輸出的模擬量中的每一路模擬量均通過一個所述光電隔離裝置輸出到受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器的相應信號輸入端子；
[0010]所述RTDS實時數字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述交流電網等效模型中的斷路器和接觸器狀態信號分別轉換成模擬量輸出，并且，輸出的狀態信號模擬量中的每一路模擬量均通過一個所述光電隔離裝置輸出到受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器的相應信號輸入端子；
[0011]所述數字量輸入接口板通過兩個所述光電隔離裝置分別接收受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器輸出的變流器IGBT點火脈沖信號和斷路器/接觸器控制信號，并且，所述數字量輸入接口板將接收到的變流器IGBT點火脈沖信號轉換成數字量輸出給所述RTDS實時數字仿真器的雙PffM變流器勵磁電路模型，所述數字量輸入接口板將接收到的斷路器/接觸器控制信號轉換成數字量輸出給所述RTDS實時數字仿真器的交流電網等效模型。
[0012]作為本發明的一種實施方式，所述風力機的風能-機械能轉換控制模型為按最大風能追蹤策略設計的風能-機械能轉換控制模型，所述RTDS實時數字仿真器通過所述模擬量輸出接口板將所述風力機風能-機械能轉換控制模型中的最大風能追蹤P/Q控制指令轉換成模擬量輸出，并且，由輸出的控制指令模擬量通過一個所述光電隔離裝置輸出到受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器的相應信號輸入端子。
[0013]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0014]第一，本發明用RTDS實時數字仿真器建立含有雙饋式風力發電機組的電網數字仿真模型(即雙饋式風力發電機組和電網的一次主回及風力機控制)，并通過多個電壓信號功率放大器、多個電流信號功率放大器和多個光電隔離裝置將RTDS實時數字仿真器與受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器實物進行信號連接，形成數字-物理動態實時閉環的半實物風力發電系統，從而，受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器實物能夠利用RTDS實時數字仿真器所建立的電網數字仿真模型進行入網性能測試，具有測試結果精確、高效的優點。
[0015]第二，本發明的應用范圍廣，可用于受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器實物各種性能指標的測試，例如雙饋式風力發電機組的空載并網控制試驗、雙饋式風力發電機組的加載試驗、變風速最大風能追蹤試驗(即變速恒頻風-功特性試驗)、變速恒頻恒功率控制試驗、有功-無功解耦控制試驗、雙PWM變流器功效測試、緊急關機試驗、電網不同程度低電壓故障穿越試驗等。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明:
[0017]圖1為本發明的性能測試仿真平臺的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發明的雙饋式風力發電機組變頻控制器的性能測試仿真平臺，包括RTDS實時數字仿真器、多個電壓信號功率放大器、多個電流信號功率放大器和多個光電隔離裝置，其中，RTDS實時數字仿真器設有模擬量輸出接口板和數字量輸入接口板；RTDS實時數字仿真器按真實參數建立有含雙饋式風力發電機組的電網數字仿真模型，該電網數字仿真模型包括風力機及其風能-機械能轉換控制模型、感應式異步發電機模型、雙PffM變流器勵磁電路模型和交流電網等效模型；其中，風力機的風能-機械能轉換控制模型按最大風能追蹤策略設計，電網低電壓故障保護元件為變流器直流母線及變流器轉子側裝設的Crowbar 電路。
[0019]上述RTDS實時數字仿真器與受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器實物按以下方式進行連接:
[0020]RTDS實時數字仿真器通過模擬量輸出接口板將雙PffM變流器勵磁電路模型中的變流器定子側交流電壓信號和變流器轉子側交流電壓信號分別轉換成模擬量輸出，并且，輸出的兩組電壓信號模擬量中的每一路模擬量均通過一個電壓信號功率放大器輸出到受測試雙饋式風力發電機組變頻控制器的相應信號輸入端子。
[0021]RTDS實時數字仿真器通過模擬量輸出接口板將雙PffM變流器勵磁電路模型中的變流器定子側交流