[发明专利]一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法

权利要求书

1.一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，基于RTLab仿真平台建立风电机组气动-机械-电气联合仿真模型；

S2，配置数据接口，设置规约转换器，完成RTLab仿真平台、风机控制器以及变流器控制器之间的信息交互；

S3，根据实际仿真需求，设置相应的电压源型风电机组协调控制策略；

S4，通过软件和硬件参数的配置，提供不同系统仿真场景，搭建多场景实时仿真平台；

S5，设置人机交互界面，对仿真数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

S31，当系统频率发生波动时，计算出电压源型风电机组自主增发的有功功率ΔP，变流器控制器将实际有功功率P、增发的有功功率ΔP和机组转速n的信息反馈给机组主控；

S32，机组主控根据变流器控制器的反馈计算下发的给定转矩T_cmd，并与变流器控制器反馈转矩T_b进行对比。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法，其特征在于，所述风电机组气动-机械-电气联合仿真模型的建立过程包括以下步骤：

S11，气动模型中，通过平均风速及横向、纵向、竖向湍流强度来建立风速模型，采用高阶非线性模型来描述其风轮模型；

S12，机械模型中，采用双质量块模型进行建模，其中风力机的惯性通过轴系与发电机转子的惯性相连；

S13，电气模型中，采用双馈异步电机模型进行建模，通过变流器控制转子dq轴电流；使用无穷大电源模拟真实电网；

S14，硬件控制设备中，对风机控制器和变流器控制器进行信号线连接及功能配置。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S21，设置相应设备之间的通信方式，其中，风机控制器和RTLab仿真平台采用以太网通讯协议，风机控制器与变流器控制器采用Can通讯协议，变流器控制器与RTLab仿真平台采用模拟及数据IO；

S22，修改通讯协议之间的接口配置，选择合适接口参数，开发对应的规约转换器；

S23，配置传递变量信息，根据RTLab仿真平台、风机控制器、变流器控制器的运行控制需求，分别配置两两之间传递的信号量。

5.根据权利要求2所述的一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法，其特征在于，所述电压源型风电机组自主增发的有功功率ΔP表示为：

ΔP＝(f-f_g)·K_ω

式中，f_g为系统额定频率，f为电网的实时频率，K_ω为频率-有功下垂系数。

6.根据权利要求2所述的一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法，其特征在于，所述给定转矩T_cmd与反馈转矩T_b的对比判断依据为：

|T_cmd-(P-ΔP)·n|≤T_dz

T_b＝(P-ΔP)·n

式中，T_dz为转矩保护阈值，若给定转矩T_cmd与反馈转矩T_b的偏差大于T_dz，则触发转矩不匹配保护。

7.根据权利要求3所述的一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

根据不同的仿真需求，设置不同电压等级、不同风机容量、不同电机参数、不同主回路参数及拓扑的联合仿真集成模型，通过软件参数配置实现仿真场景快速切换。

8.根据权利要求1所述的一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：

S51，编写人机交互界面软件，设置Ads通讯协议与风机控制器相连；

S52，设置人机交互UI界面，风机各个部件需要观测的变量状态进行展示；

S53，设置人机交互界面的日志功能，添加需要观测变量信息，把仿真数据进行采集和存储并保存为.csv文件，从系统内部导出进行处理分析；

S54，设置人机交互界面的控制指令接口，结合日志文件处理分析结果，对风机下发对应的控制指令，优化其运行状态；

S55，设置人机交互界面的故障监测功能。