[发明专利]一种风力发电机组半物理实时仿真平台

权利要求书

1.一种风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，该仿真平台主要由上位机监控界面、风力发电机组仿真系统、控制器仿真系统、变流器控制器和变桨系统组成，其中，上位机通过以太网分别与风力发电机组仿真系统和控制器仿真系统连接；风力发电机组仿真系统、控制器仿真系统以及变流控制器之间均采用I/O接口连接，控制器仿真系统与变桨系统通过Profibus总线通讯，变桨系统中的变桨控制器和变桨电机也采用I/O接口连接。

2.根据权利要求1所述风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，所述风力发电机组仿真系统是风机硬件在环仿真系统，由风机的机械模型、电气模型和实时操作系统组成；其中，实时操作系统即嵌入式实时操作系统，当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。

3.根据权利要求2所述风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，所述风机的机械模型主要包括风速、风涡轮和传动链。

4.根据权利要求2所述风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，所述电气模型包括发电机、背靠背变流器、变压器、输电线路和电网。

5.根据权利要求1所述风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，所述控制器仿真系统由主控模型和实时操作系统组成，该仿真系统是风机快速控制原型仿真系统，主要负责主控、偏航的建模和仿真，实现不同控制器模型的下载验证；控制器仿真系统通过I/O接口与风力发电机组仿真系统进行数据交换，从而实现整个风机系统的实时仿真；控制器模型仿真系统通过Profibus总线与实际的变桨控制器的PLC进行通讯，调节桨距角并且监控变桨系统运行状态。

6.根据权利要求1所述风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，所述风力发电机组仿真系统和控制器仿真系统的硬件平台均支持低速、高速、总线板卡的多种灵活配置和选择，实时灵活调整仿真系统的功能及性能，发挥模块化、插件化、分布式设计的优势，使仿真系统能够极为灵活、满足不断变化的需求。

7.根据权利要求1所述风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，所述风力发电机组仿真系统和控制器仿真系统支持Matlab/Simulink、LabView和StarSim多种软件平台。

8.根据权利要求1所述风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，所述变流控制器通过对背靠背变流器的控制，实现风机的空载、并网、以及并网后的最大功率追踪、有功和无功的解耦控制。

9.根据权利要求1所述风力发电机组半物理实时仿真平台，其特征在于，所述变流控制器的硬件平台是一个CPU+FPGA的硬件架构，支持低速、高速板卡的多种灵活配置和选择，具有灵活调整变流控制器的功能。