[发明专利]基于RT-Lab双馈型风电虚拟同步发电机性能测试方法及系统

说明书

本发明提供一种基于RT‑Lab双馈型风电虚拟同步发电机性能测试方法及系统，其中，系统包括：在RT‑Lab仿真机中搭建的数字模型、双馈风机主控制器、变流器控制器及观测设备，其中，所述数字模型包括异步电机、变压器、变流器及电网。变压器设置在异步电机定子与电网之间；变流器设置在异步电机转子与异步电机定子之间；双馈风机主控制器安装有风机本体及传动轴系的模拟程序，连接变流器控制器及所述RT‑Lab仿真机；变流器控制器连接所述RT‑Lab仿真机；观测设备连接双馈风机主控制器及变流器控制器。本发明能够避免现场测试的局限性，使得测试结果与实际工程更为接近。同时，能够对不同厂家的双馈型风电虚拟同步发电机的控制策略进行全面评估，为工程应用提供指导。

技术领域

本发明属于风电领域，尤其涉及一种基于RT-Lab双馈型风电虚拟同步发电机性能测试方法及系统。

背景技术

随着传统能源的日益枯竭和环境问题的日益加剧，以光伏、风电为代表的新能源发电技术发展迅猛，而双馈风机在其中占到了相当大的比例。由于双馈风机采用异步发电机，其输出功率与电网频率和电压几乎不存在耦合，故难以为电网提供必要的频率和电压支撑。随着双馈风机在电网中渗透率的不断提高，迫切要求双馈风机具备与传统同步发电机类似的调频调压能力，虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术提供了一种解决方案。

VSG技术通过在控制系统中模拟有功调频和无功调压等特性，使得双馈风机并网系统在外特性上与同步发电机类似，从而为电网提供频率和电压支撑。VSG技术的研究目前尚处于起步阶段，距离大规模工程应用尚有一定距离。为了双馈型风电虚拟同步发电机在未来的大规模推广和应用，迫切需要对其性能进行测试和评估，而目前尚缺乏有效的双馈型风电虚拟同步发电机性能测试方法和系统。

目前对双馈型风电虚拟同步发电机的性能测试主要通过数字仿真的方法实现。数字仿真方法仅能对控制策略给出定性的验证，与实际系统在控制结构、信号传输、参数整定等方面有很大区别，对工程应用的指导意义有限。因此，目前还缺乏一种贴近工程实际、切实可行的、能够考虑不同厂家产品差异性的双馈型风电虚拟同步发电机性能测试方法和系统。

发明内容

本发明用于解决现有技术中采用数字仿真的方法校验双馈型风电虚拟同步发电机的性能，一方面与实际工程一致性有较大出入，另一方面无法对不同厂家产品的差异性进行考量。

本发明一技术方案为提供一种基于RT-Lab双馈型风电虚拟同步发电机性能测试系统，包括：在RT-Lab仿真机中搭建的数字模型、双馈风机主控制器、变流器控制器及观测设备，其中，所述数字模型包括异步电机、变压器、变流器及电网；

所述变压器设置在异步电机定子与所述电网之间，用于升压；

所述变流器设置在异步电机转子与异步电机定子之间，用于根据第二控制信号调整所述异步电机的电磁转矩和转速；

所述双馈风机主控制器安装有风机本体及传动轴系的模拟程序，连接所述变流器控制器及所述RT-Lab仿真机，用于发出第一控制信号至所述变流器控制器，发送风机转速至所述异步电机转子；

所述变流器控制器连接所述RT-Lab仿真机，用于根据第一控制信号发出第二控制信号至所述变流器；

所述观测设备连接所述双馈风机主控制器及所述变流器控制器，用于观测并记录所述双馈风机主控制器及所述变流器控制器内的电气量。

本发明另一技术方案为提供一种基于RT-Lab双馈型风电虚拟同步发电机性能测试方法，包括：

搭建前述实施例所述的双馈型风电虚拟同步发电机测试系统；

设置仿真工况参数、双馈风机主控制器参数及变流器控制器参数，利用观测设备观测并记录所述双馈风机主控制器及所述变流器控制器内的电气量；