本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電模擬仿真平臺。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)模擬平臺包括有：

電動機(jī)通過傳動裝置帶動風(fēng)力發(fā)電機(jī)，來模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；以及，

通過軟件搭建風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模型便實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模擬。

現(xiàn)有模擬裝置未考慮風(fēng)剪塔影效應(yīng)對風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的影響，用真實(shí)的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)模擬，體積較大，價(jià)格昂貴，對實(shí)驗(yàn)場所的要求比較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電模擬仿真平臺。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種風(fēng)力發(fā)電模擬仿真平臺，包括背靠背變流器單元、控制單元、濾波單元、負(fù)載單元和信息采集單元，

背靠背變流器單元包括網(wǎng)側(cè)整流器單元和負(fù)載側(cè)逆變器單元，

控制單元由整流控制單元和虛擬風(fēng)力發(fā)電控制單元組成，

信息采集單元連接仿真平臺的電網(wǎng)輸入端、仿真平臺的負(fù)載輸出端和網(wǎng)側(cè)整流器單元與負(fù)載側(cè)逆變器單元的連接端。

進(jìn)一步的，虛擬風(fēng)力發(fā)電控制單元包括虛擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器，

所述虛擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器中的計(jì)算模塊包括輸出含風(fēng)力機(jī)、傳動裝置以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型模塊，

虛擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器中的處理器通過計(jì)算控制負(fù)載側(cè)逆變器單元的輸出脈沖，來模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出，輸出的電能經(jīng)過濾波單元濾波，給負(fù)載單元供應(yīng)所需電能。

所述虛擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器中的計(jì)算模塊還包括虛擬同步模型，該模型用于模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣性。

所述風(fēng)力發(fā)電模擬仿真平臺用于模擬永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電。

本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電模擬仿真平臺，無需真實(shí)的風(fēng)力機(jī)、傳統(tǒng)系統(tǒng)以及直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)；其硬件結(jié)構(gòu)是由濾波裝置、背靠背變流器、電路開關(guān)、信號采集裝置以及相關(guān)的控制設(shè)備構(gòu)成；將真實(shí)的風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)、傳動裝置系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過其數(shù)學(xué)模型虛擬化，并將風(fēng)力機(jī)受風(fēng)影響而產(chǎn)生的風(fēng)剪塔影效應(yīng)考慮在內(nèi)，使模擬更具真實(shí)性。

本發(fā)明的永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)模擬平臺，其具有較好的經(jīng)濟(jì)性和仿真研究的靈活性，能夠在占地面積較小的情況下，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)控制策略的模擬研究。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的仿真平臺的組成示意圖。

圖2是本發(fā)明中虛擬風(fēng)力發(fā)電控制器組成示意圖。

1——背靠背變流器單元，11——網(wǎng)側(cè)整流器單元，12——負(fù)載側(cè)逆變器單元，

2——控制單元，21——整流控制單元，22——虛擬風(fēng)力發(fā)電控制單元，

3——濾波單元，4——負(fù)載單元，5——信息采集單元，

221——風(fēng)力機(jī)的數(shù)學(xué)模型，222——傳動裝置數(shù)學(xué)模型，223——風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖如圖1所示，其主體結(jié)構(gòu)由背靠背變流器單元1，控制單元2，以及濾波單元3和負(fù)載單元4以及信息采集單元5構(gòu)成。背靠背變流器單元1包括網(wǎng)側(cè)整流器11和負(fù)載側(cè)逆變器12，控制單元2由整流控制單元21和虛擬風(fēng)力發(fā)電控制單元22組成。

本發(fā)明工作原理為：以igbt為開關(guān)器件網(wǎng)側(cè)整流流器11由整流控制單元21控制，將電網(wǎng)輸入的三相正弦電整流成直流電，充當(dāng)負(fù)載側(cè)逆變器12的直流電壓源；風(fēng)速信息傳入虛擬風(fēng)力發(fā)電控制單元22，經(jīng)過虛擬風(fēng)力發(fā)電控制單元22中的虛擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器，輸出含風(fēng)力機(jī)、傳動裝置以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型處理后信號來控制負(fù)載側(cè)逆變器12出發(fā)脈沖，來模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出，輸出的電能經(jīng)過濾波單元3濾波，給負(fù)載單元4供應(yīng)所需電能。

虛擬風(fēng)力發(fā)電控制器如圖2所示，其由含風(fēng)剪塔影效應(yīng)的風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型221、傳動裝置數(shù)學(xué)模型222以及永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型223構(gòu)成。當(dāng)采集的風(fēng)速信號輸入虛擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)22后，虛擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)將風(fēng)速信號通過風(fēng)力機(jī)的數(shù)學(xué)模型221計(jì)算得出含風(fēng)剪塔影效應(yīng)的風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，再經(jīng)過傳動裝置數(shù)學(xué)模型222輸出帶動風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，最后經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型223的計(jì)算得出逆變器的相關(guān)觸發(fā)信號參考值。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電模擬仿真平臺，包括背靠背變流器單元、控制單元、濾波單元、負(fù)載單元和信息采集單元，背靠背變流器單元包括網(wǎng)側(cè)整流器單元和負(fù)載側(cè)逆變器單元，控制單元由整流控制單元和虛擬風(fēng)力發(fā)電控制單元組成，信息采集單元連接仿真平臺的電網(wǎng)輸入端、仿真平臺的負(fù)載輸出端和網(wǎng)側(cè)整流器單元與負(fù)載側(cè)逆變器單元的連接端。

技術(shù)研發(fā)人員：汪篤軍;劉天羽;袁碩;王文超;金鵬飛;詹俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海電機(jī)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.15
技術(shù)公布日：2017.07.21