CN117852321A - 一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法 - Google Patents
一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117852321A CN117852321A CN202410262995.2A CN202410262995A CN117852321A CN 117852321 A CN117852321 A CN 117852321A CN 202410262995 A CN202410262995 A CN 202410262995A CN 117852321 A CN117852321 A CN 117852321A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interface
- data
- module
- configuration
- bladed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 140
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明属于风电仿真通信领域,提供了一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法,包括所述第一通信接口包括可视化的接口顺序配置模块和第一接口通信模块,所述可视化的接口顺序配置模块用于Bladed软件端机械模型与Matlab软件端电气模型进行数据交互前对Bladed软件端的接口进行配置;第一接口通信模块用于在Bladed软件端实现与Matlab软件端的数据交互;所述第二通信接口包括第二接口通信模块、数据存储模块及工况配置模块。本发明设计了一种风电机组联合仿真中模型之间的能够可视化配置的接口通信方案,不仅简化了操作流程,还建立了统一规范的接口,可适配齿轮箱和发电机接口通信。
Description
技术领域
本发明属于风电仿真通信技术领域,具体涉及一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
目前,风电机组的联合仿真主要在GH Bladed软件和Matlab软件中进行,在Bladed软件中搭建风机机械模型,在Matlab软件中搭建风机电气模型,两个软件中的仿真模型进行实时数据交互,但是由于风机仿真模型众多且接口不一,每更换一次仿真模型就会导致接口数量及顺序的变化,用户就需要对Bladed软件和Matlab软件的通信接口进行修改,增加了繁琐的工作量。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法,本发明在仿真工况下能够自动保存过程数据,仿真结束后生成仿真测试报告。可视化配置的接口通信方案设计不仅简化了操作流程,还建立了统一规范的接口,可适配齿轮箱和发电机的接口通信,降低了由于模型更换带来的接口配置操作难度。
根据一些实施例,本发明的第一方案提供了一种风电机组联合仿真系统通信接口,采用如下技术方案:
一种风电机组联合仿真系统通信接口,包括:
第一通信接口,所述第一通信接口设置在Bladed软件端用于与Matlab软件端电气模型进行数据交互;
第二通信接口,所述第二通信接口设置在Matlab软件端用于与Bladed软件端机械模型进行数据交互;
所述第一通信接口包括可视化的接口顺序配置模块和第一接口通信模块,所述可视化的接口顺序配置模块用于Bladed软件端机械模型与Matlab软件端电气模型进行数据交互前对Bladed软件端的接口进行配置;第一接口通信模块用于在Bladed软件端实现与Matlab软件端的数据交互;
所述第二通信接口包括第二接口通信模块、数据存储模块及工况配置模块;所述第二接口通信模块用于在Matlab软件端实现与Bladed软件端的数据交互;
所述数据存储模块用于生成仿真测试报告及仿真数据文件;工况配置模块能够实现自主选择工况及工况参数配置。
进一步地,所述第二接口通信模块包括依次连接的数据输入格式转换模块、数据传输速率转换模块、数据通信模块、单位延迟器以及数据输出格式转换模块;
所述数据输入格式转换模块将外部数据格式统一为数据通信模块可用的格式;
所述数据通信模块用于实现与Bladed软件端机械模型的数据交互。
进一步地,所述数据传输速率转换模块用于实现机械模型和电气模型的数据仿真同步。
进一步地,所述单位延迟器模块作为一个暂存器,存储当前数据,输出上一个数据;
所述数据输出格式转换模块将数据通信模块输出的数据格式分解为Matlab电气模型接口可用的数据格式。
进一步地,所述数据存储模块包括依次连接的数据汇总模块、数据传输速率转换模块以及数据写入模块。
进一步地,所述工况配置模块中的工况选择项包括:
电网适应性测试:电压波动、频率耐受、一次调频以及惯量响应;
电能质量测试:有功控制、无功控制、电压不平衡、谐波以及闪变;
故障电压穿越:高电压、低电压以及连续电压穿越。
根据一些实施例,本发明的第二方案提供了一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法,采用如下技术方案:
一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法,采用如第一方案所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口,包括:
启动Matlab软件,打开要仿真的电气模型,将封装好的第二接口通信模块以及数据存储模块复制到该电气模型所在界面上;
根据电气模型实际需要的输入输出接口个数配置第二接口通信模块输出输入接口个数;将数据存储模块的输入接口个数配置为想要存储的数据个数;
将电气模型输入接口与第二接口通信模块输出接口依次连接,将电气模型输出接口与第二接口通信模块输入接口依次连接;将需要进行存储的数据接口与数据存储模块输入接口依次连接,保存第二通信接口;
启动Bladed软件,打开需要仿真的项目工程,根据实际情况在相应位置导入MFC动态链接库,然后运行Bladed仿真;
根据可视化的接口顺序配置模块中的接口顺序配置界面,基于配置规则配置接口顺序,并将配置好的配置信息存储并导出配置文件;
运行Matlab软件端的工况配置模块中的GUI界面脚本,配置工况仿真参数;
配置完成后启动工况仿真,仿真结束后,自动生成仿真测试报告和数据存储文件。
进一步地,所述接口顺序配置模块包括发电机接口顺序配置、齿轮箱接口顺序配置和通用接口顺序配置;
发电机接口顺序配置用于实现Bladed外部发电机DLL中的发电机接口配置,包含Bladed发送接口配置和Bladed接收接口配置,Bladed发送接口负责将Bladed端数据发送至Matlab端,Bladed接收接口负责接收Matlab软件端数据;
齿轮箱接口顺序配置用于实现Bladed外部齿轮箱DLL中的齿轮箱接口配置,包含Bladed发送接口配置和Bladed接收接口配置,Bladed发送接口负责将Bladed端数据发送至Matlab端,Bladed接收接口负责接收Matlab软件端数据;
通用接口顺序配置作为公用模块,和发电机接口顺序配置一起用来实现发电机的接口配置功能,和齿轮箱接口顺序配置一起用来实现齿轮箱的接口配置功能。
进一步地,所述通用接口顺序配置中用户变量作为发送接口,将数据发送至Matlab软件端时,数据流向配置为out;
用户变量作为接收接口,接收来自Matlab软件端数据时,数据流向配置为in;
接口顺序则根据Matlab软件端的第二接口通信模块接口实际连接的电气模型接口代表的意义来确定。
进一步地,所述通用接口顺序配置包含多个用户变量,方向为双向,根据实际需要配置数据流向。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明为了降低由于模型更换带来的接口配置操作难度、简化流程,本系统设计了一种风电机组联合仿真中Bladed软件机械模型和Matlab软件电气模型之间的能够可视化配置的接口通信方案,并且能够自动生成仿真测试报告和数据文件。可视化配置的接口通信方案设计不仅简化了操作流程,还建立了统一规范的接口,可适配齿轮箱和发电机接口通信。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例中一种风电机组联合仿真系统通信接口的结构图;
图2是本发明实施例中第二通信接口中第二接口通信模块的电路原理图;
图3是本发明实施例中第二通信接口中第二接口通信模块的封装示意图;
图4是本发明实施例中第二通信接口中数据存储模块的电路原理图;
图5是本发明实施例中第二通信接口示意图;
图6是本发明实施例中一种风电机组联合仿真系统通信接口的使用流程示意图;
图7是本发明实施例中接口顺序配置模块界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
如图1所示,本实施例提供了一种风电机组联合仿真系统通信接口,包括:
第一通信接口,所述第一通信接口设置在Bladed软件端用于与Matlab软件端电气模型进行数据交互;
第二通信接口,所述第二通信接口设置在Matlab软件端用于与Bladed软件端机械模型进行数据交互;
所述第一通信接口包括可视化的接口顺序配置模块和第一接口通信模块,所述可视化的接口顺序配置模块用于Bladed软件端机械模型与Matlab软件端电气模型进行数据交互前对Bladed软件端的接口进行配置;第一接口通信模块用于实现Bladed软件端机械模型与Matlab软件端电气模型的数据交互;
所述第二通信接口包括第二接口通信模块、数据存储模块及工况配置模块;所述第一通信接口和第二通信接口通过第二接口通信模块进行数据交互;
所述数据存储模块用于生成仿真测试报告及仿真数据文件;工况配置模块能够实现自主选择工况及工况参数配置。
需要说明的是,第一接口通信模块通过UDP协议实现Bladed软件端机械模型与Matlab软件端电气模型的数据交互;具体包含数据格式转换模块、数据同步模块、数据通信模块,其中数据格式转换模块实现机械模型接口数据与UDP协议数据的格式转换;数据同步模块用于实现机械模型和电气模型仿真过程的数据同步过程,提高仿真效果;数据通信模块控制UDP协议过程,实现通信双方数据交互。
如图2所示,所述第二接口通信模块内部连接顺序是数据输入格式转换模块(Mux模块)、数据传输速率转换模块(Rate Transition模块)、数据通信模块(BladedComSimulink模块)、单位延迟器(1/z模块)以及数据输出格式转换模块(Demux模块);
所述数据输入格式转换模块将外部数据格式统一为数据通信模块可用的格式。
所述数据传输速率转换模块用于解决不同速率下的数据传递问题 ,实现机械模型和电气模型的仿真同步。
所述数据通信模块用于实现与Bladed软件端机械模型的数据交互。
所述单位延迟器模块作为一个暂存器,存储当前数据,输出上一个数据。
所述数据输出格式转换模块将数据通信模块输出的数据格式分解为Matlab电气模型接口可用的数据格式。
BladedComSimulink模块采用非图形化方式S-Function来实现UDP通信功能。编写通信协议C文件generateCommunicateFile.cpp,通过C-MEX编译该文件,S-Function模块根据下图参数配置,自动查找generateCommunicateFile文件来自定义S-Function模块的功能。
第二通信接口的主要功能是与Bladed软件端机械模型进行数据交互,具体流程就是:
BladedComSimulink模块接收来自Bladed软件端的数据,并将数据暂存至1/z模块,通过Demux模块将数据格式分解为Matlab软件电气模型可用的数据格式,供电气模型仿真使用;同时Mux模块将外部数据格式统一为数据通信模块可用的格式,通过RateTransition模块改变数据传输速率来实现仿真同步,然后经BladedComSimulink模块反馈至Bladed软件端。
第二通信接口包含第二接口通信模块,示意图如图3所示,通过上面的介绍可知,第二接口通信模块的输入接口数据发送至Bladed软件端机械模型接收接口;第二接口通信模块的输出接口接收Bladed软件端机械模型发送接口发送的数据。
如图4所示,所述第二通信接口还包括数据存储模块,所述数据存储模块包括依次连接的数据汇总模块(Bus Creator模块)、数据传输速率转换模块(Rate Transition模块)以及数据写入模块(To File模块)。
数据存储模块能够将数据写入文件,实现数据的存储功能。该模块通过BusCreator模块将输入数据合并到总线中,该总线保留信号的属性信息,同时由于合并到总线的输入数据具有不同的传输速率,这里采用Rate Transition模块将总线数据以相同的速率传输至To File模块,To File模块则将这些数据写入 mat文件中,文件名为SimulinkData,变量名为SimulinkDataBus。
实施例二
如图6所示,本实施例提供了一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法,包括:
根据一些实施例,本发明的第二方案提供了一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法,采用如下技术方案:
启动Matlab软件,打开要仿真的电气模型,将封装好的第二接口通信模块以及数据存储模块复制到该电气模型所在界面上;
根据电气模型实际需要的输入输出接口个数配置第二接口通信模块输出输入接口个数;将数据存储模块的输入接口个数配置为想要存储的数据个数;
将电气模型输入接口与第二接口通信模块输出接口依次连接,将电气模型输出接口与第二接口通信模块输入接口依次连接;将需要进行存储的数据接口与数据存储模块输入接口依次连接,保存第二通信接口;
启动Bladed软件,打开需要仿真的项目工程,根据实际情况在相应位置导入MFC动态链接库,然后运行Bladed仿真;
根据可视化的接口顺序配置模块中的接口顺序配置界面,基于配置规则配置接口顺序,并将配置好的配置信息存储并导出配置文件;
运行Matlab软件端的工况配置模块中的GUI界面脚本,配置工况仿真参数;
配置完成后启动工况仿真,仿真结束后,自动生成仿真测试报告和数据存储文件。
进一步地,所述接口顺序配置模块包括发电机接口顺序配置、齿轮箱接口顺序配置和通用接口顺序配置;
发电机接口顺序配置用于实现Bladed外部发电机DLL中的发电机接口配置,包含Bladed发送接口配置和Bladed接收接口配置,Bladed发送接口负责将Bladed端数据发送至Matlab端,Bladed接收接口负责接收Matlab软件端数据;
齿轮箱接口顺序配置用于实现Bladed外部齿轮箱DLL中的齿轮箱接口配置,包含Bladed发送接口配置和Bladed接收接口配置,Bladed发送接口负责将Bladed端数据发送至Matlab端,Bladed接收接口负责接收Matlab软件端数据;
通用接口顺序配置作为公用模块,和发电机接口顺序配置一起用来实现发电机的接口配置功能,和齿轮箱接口顺序配置一起用来实现齿轮箱的接口配置功能。
进一步地,所述通用接口顺序配置中用户变量作为发送接口,将数据发送至Matlab软件端时,数据流向配置为out;
用户变量作为接收接口,接收来自Matlab软件端数据时,数据流向配置为in;
接口顺序则根据Matlab软件端的第二接口通信模块接口实际连接的电气模型接口代表的意义来确定。
进一步地,所述通用接口顺序配置包含多个用户变量,方向为双向,根据实际需要配置数据流向。
如图7所示,其中Bladed软件端接口顺序配置规则具体如下:
接口顺序配置包含“发电机接口顺序配置”、“齿轮箱接口顺序配置”和“通用接口顺序配置”三部分,其中“通用接口顺序配置”作为公用模块,既可以和“发电机接口顺序配置”一起使用,用来实现发电机的接口配置功能,也可以和“齿轮箱接口顺序配置”一起使用,用来实现齿轮箱的接口配置功能。也就是说,根据实际情况,既可以用于实现Bladed外部发电机DLL中的发电机接口配置,也可以用于实现Bladed外部齿轮箱DLL中的齿轮箱接口配置。
以“发电机的接口配置”为例进行介绍,这里需要使用“发电机接口顺序配置”和“通用接口顺序配置”,“发电机接口顺序配置”包含“Bladed发送接口配置”和“Bladed接收接口配置”两部分,其中“Bladed发送接口配置”和“Bladed接收接口配置”需要配置顺序号码;“通用接口顺序配置”包含“Bladed用户变量接口配置”,需要配置数据流向和顺序号码,数据流向包含“in”和“out”,作为Bladed软件端机械模型发送接口时,数据流向配置为“out”,作为Bladed软件端机械模型接收接口时,数据流向配置为“in”,顺序号码则根据Matlab软件端的第二通信接口实际连接的电气模型接口代表的意义来确定。
举例说明,如图5所示,这里通过发电机的接口进行机械模型和电气模型的数据交互,所以第一通信接口在“可视化的接口顺序配置模块”中选择“发电机接口顺序配置”和“通用接口顺序配置”进行接口顺序配置。这里的第二通信接口有3个输入和3个输出,输入接口负责将Matlab软件端电气模型数据发送“Bladed接收接口配置”模块的接口;输出接口接收来自“Bladed发送接口配置”模块的接口数据。在图5中,第二通信接口模块的第一个输入接口Torque_fdb表示扭矩需求,所以将“Bladed接收接口配置”模块中的“扭矩需求”的顺序号码配置为1;第二个输入接口Freq表示频率,第三个输入接口Freq_change_rate表示频率变化率,在“发电机接口顺序配置”模块的“Bladed发送接口配置”中没有代表意义一样的接口,所以这两个接口连接的是“通用接口顺序配置”中的接口,因为是第二通信接口的输入端,所以将这两个用户变量设置为“in”,具体10个用户变量该选择哪个,选择规则如下所示:
这里的10个用户变量是双向传递的,也就是说这10个用户变量既可以做Bladed软件端的发送端口,也可做Bladed软件端的接收端口,这10个用户变量与编号为“120-129”的外部控制器变量一一对应,也就是使用的是同一个存储地址。例如,风速在外部控制器中使用的变量编号是122,也就是第3个用户变量,代表此处使用的是用户变量3,其余以此类推。可以理解的是,10个用户变量只是举例说明,可根据具体实际需要选择其他数量的用户变量。
根据上面的介绍,我们查找到在外部控制器中频率和频率分辨率分别使用的用户变量编号为120和121,也就是第1个和第2个用户变量,代表此处选择用户变量1和用户变量2,所以用户变量1和用户变量2分别代表Freq和Freq_change_rate,而Freq和Freq_change_rate在第二接口通信模块输入接口的序号为2和3,所以将用户变量1的顺序号码设置为2,将用户变量2的顺序号码设置为3。
同理,第二通信接口的输出接口接收“Bladed发送接口配置”模块发送的数据,第一个输出接口MeasuredGenSpeed表示发电机速度,所以将“Bladed发送接口配置”中的“发电机转速”的顺序号码为1;第二个输出接口为TorqueDemand,表示扭矩需求,所以将“Bladed发送接口配置”中“扭矩需求”的顺序号码配置为2;第三个接口为winSpeed,表示风速,在“Bladed发送接口配置”中没有代表意义一样的接口,所以第三个接口连接的是“Bladed用户变量接口配置”中的接口,因为是第二通信接口的输出接口,所以将这个用户变量设置为“out”,根据上面关于用户变量选择规则的介绍,经查找得出,风速在外部控制器中使用的变量编号是122,也就是第3个用户变量,代表此处使用的是用户变量3,综上所述,第三个接口winSpeed,表示风速,连接“Bladded用户变量接口配置”的用户变量3,数据流向选择“out”。
工况配置界面,在Matlab命令行输入“guide”,新建GUI,生成 FIG 文件(.fig)和MATLAB 文件(.m),其中在FIG 文件中进行界面UI设计,在MATLAB 文件中进行UI 代码编写。
以某个风机的工况仿真为例,如“工况配置界面”所示,包含五部分的配置选项,用户通过下拉框手动选择工况,其中工况选择项包括:
电网适应性测试:电压波动、频率耐受、一次调频、惯量响应;
电能质量测试:有功控制、无功控制、电压不平衡、谐波、闪变;
故障电压穿越:高电压、低电压、连续电压穿越。
可视化的工况配置界面,方便用户操作,用户配置完成后,启动仿真,仿真结束后自动生成仿真测试报告,并将之前数据存储模块连接的数据保存在本地,供后续使用。
如图6所示,使用流程
启动Matlab,打开风机电气模型“power_wind_dfig”,将封装的第二接口通信模块“Communication Model”和数据存储模块 “Data Storage Model”复制到此页面,并进行接口连接。
打开Bladed软件,导入工程项目,以发电机的外部控制器为例导入DLL文件,首先点击“Power Train”,弹窗如下所示,选择“Electrial”,在“External DLL”模块,“DLLcode”选择上面生成的DLL文件路径,“Calling convention”选择第一个“_cdecl(C/C++/lntel FORTRAN)”,最后点击“OK”按钮。
点击“Run Now”,启动Bladed软件端仿真。
弹出接口顺序配置界面,按照上面Matlab软件端“模型接口连接图”对Bladed软件端接口顺序进行配置。
举例说明,如图5所示,这里通过发电机的接口进行机械模型和电气模型的数据交互,所以第一通信接口在“可视化的接口顺序配置模块”中选择“发电机接口顺序配置”和“通用接口顺序配置”进行接口顺序配置。这里的第二通信接口有3个输入和3个输出,输入接口负责将Matlab软件端电气模型数据发送“Bladed接收接口配置”模块的接口;输出接口接收来自“Bladed发送接口配置”模块的接口数据。在图5中,第二通信接口模块的第一个输入接口Torque_fdb表示扭矩需求,所以将“Bladed接收接口配置”模块中的“扭矩需求”的顺序号码配置为1;第二个输入接口Freq表示频率,第三个输入接口Freq_change_rate表示频率变化率,在“发电机接口顺序配置”模块的“Bladed发送接口配置”中没有代表意义一样的接口,所以这两个接口连接的是“通用接口顺序配置”中的接口,因为是第二通信接口的输入端,所以将这两个用户变量设置为“in”,具体10个用户变量该选择哪个,选择规则如下所示:
这里的10个用户变量是双向传递的,也就是说这10个用户变量既可以做Bladed软件端的发送端口,也可做Bladed软件端的接收端口,这10个用户变量与编号为“120-129”的外部控制器变量一一对应,也就是使用的是同一个存储地址。例如,风速在外部控制器中使用的变量编号是122,也就是第3个用户变量,代表此处使用的是用户变量3,其余以此类推。
根据上面的介绍,我们查找到在外部控制器中频率和频率分辨率分别使用的用户变量编号为120和121,也就是第1个和第2个用户变量,代表此处选择用户变量1和用户变量2,所以用户变量1和用户变量2分别代表Freq和Freq_change_rate,而Freq和Freq_change_rate在第二接口通信模块输入接口的序号为2和3,所以将用户变量1的顺序号码设置为2,将用户变量2的顺序号码设置为3。
同理,第二通信接口的输出接口接收“Bladed发送接口配置”模块发送的数据,第一个输出接口MeasuredGenSpeed表示发电机速度,所以将“Bladed发送接口配置”中的“发电机转速”的顺序号码为1;第二个输出接口为TorqueDemand,表示扭矩需求,所以将“Bladed发送接口配置”中“扭矩需求”的顺序号码配置为2;第三个接口为winSpeed,表示风速,在“Bladed发送接口配置”中没有代表意义一样的接口,所以第三个接口连接的是“Bladed用户变量接口配置”中的接口,因为是第二通信接口的输出接口,所以将这个用户变量设置为“out”,根据上面关于用户变量选择规则的介绍,经查找得出,风速在外部控制器中使用的变量编号是122,也就是第3个用户变量,代表此处使用的是用户变量3,综上所述,第三个接口winSpeed,表示风速,连接“Bladded用户变量接口配置”的用户变量3,数据流向选择“out”。
关闭窗口界面,运行Matlab软件端工况配置GUI界面脚本,配置工况仿真参数。
以电网适应性测试的电压波动为例,启动仿真,选择测试报告和数据存储文件路径,等待仿真结束。
仿真结束自动生成仿真测试报告和数据文件。
本系统设计了一种风电机组联合仿真中Bladed软件机械模型和Matlab软件电气模型之间的能够可视化配置的接口通信方法,并且在仿真工况下能够自动保存过程数据,仿真结束后生成仿真测试报告。可视化配置的接口通信方案设计不仅简化了操作流程,还建立了统一规范的接口,可适配齿轮箱和发电机的接口通信,降低了由于模型更换带来的接口配置操作难度。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种风电机组联合仿真系统通信接口,其特征在于,包括:
第一通信接口,所述第一通信接口设置在Bladed软件端用于与Matlab软件端电气模型进行数据交互;
第二通信接口,所述第二通信接口设置在Matlab软件端用于与Bladed软件端机械模型进行数据交互;
所述第一通信接口包括可视化的接口顺序配置模块和第一接口通信模块,所述可视化的接口顺序配置模块用于Bladed软件端机械模型与Matlab软件端电气模型进行数据交互前对Bladed软件端的接口进行配置;第一接口通信模块用于在Bladed软件端实现与Matlab软件端的数据交互;
所述第二通信接口包括第二接口通信模块、数据存储模块及工况配置模块;所述第二接口通信模块用于在Matlab软件端实现与Bladed软件端的数据交互;
所述数据存储模块用于生成仿真测试报告及仿真数据文件;工况配置模块能够实现自主选择工况及工况参数配置。
2.如权利要求1所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口,其特征在于,所述第二接口通信模块包括依次连接的数据输入格式转换模块、数据传输速率转换模块、数据通信模块、单位延迟器以及数据输出格式转换模块;
所述数据输入格式转换模块将外部数据格式统一为数据通信模块可用的格式;
所述数据通信模块用于实现与Bladed软件端机械模型的数据交互。
3.如权利要求2所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口,其特征在于,所述数据传输速率转换模块用于实现机械模型和电气模型的数据仿真同步。
4.如权利要求2所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口,其特征在于,所述单位延迟器模块作为一个暂存器,存储当前数据,输出上一个数据;
所述数据输出格式转换模块将数据通信模块输出的数据格式分解为Matlab电气模型接口可用的数据格式。
5.如权利要求1所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口,其特征在于,所述数据存储模块包括依次连接的数据汇总模块、数据传输速率转换模块以及数据写入模块。
6.如权利要求1所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口,其特征在于,所述工况配置模块中的工况选择项包括:
电网适应性测试:电压波动、频率耐受、一次调频以及惯量响应;
电能质量测试:有功控制、无功控制、电压不平衡、谐波以及闪变;
故障电压穿越:高电压、低电压以及连续电压穿越。
7.一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法,采用如权利要求1-6任一项所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口,其特征在于,包括:
启动Matlab软件,打开要仿真的电气模型,将封装好的第二接口通信模块以及数据存储模块复制到该电气模型所在界面上;
根据电气模型实际需要的输入输出接口个数配置第二接口通信模块输出输入接口个数;将数据存储模块的输入接口个数配置为想要存储的数据个数;
将电气模型输入接口与第二接口通信模块输出接口依次连接,将电气模型输出接口与第二接口通信模块输入接口依次连接;将需要进行存储的数据接口与数据存储模块输入接口依次连接,保存第二通信接口;
启动Bladed软件,打开需要仿真的项目工程,根据实际情况在相应位置导入MFC动态链接库,然后运行Bladed仿真;
根据可视化的接口顺序配置模块中的接口顺序配置界面,基于配置规则配置接口顺序,并将配置好的配置信息存储并导出配置文件;
运行Matlab软件端的工况配置模块中的GUI界面脚本,配置工况仿真参数;
配置完成后启动工况仿真,仿真结束后,自动生成仿真测试报告和数据存储文件。
8.如权利要求7所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法,其特征在于,所述接口顺序配置模块包括发电机接口顺序配置、齿轮箱接口顺序配置和通用接口顺序配置;
发电机接口顺序配置用于实现Bladed外部发电机DLL中的发电机接口配置,包含Bladed发送接口配置和Bladed接收接口配置,Bladed发送接口负责将Bladed端数据发送至Matlab端,Bladed接收接口负责接收Matlab软件端数据;
齿轮箱接口顺序配置用于实现Bladed外部齿轮箱DLL中的齿轮箱接口配置,包含Bladed发送接口配置和Bladed接收接口配置,Bladed发送接口负责将Bladed端数据发送至Matlab端,Bladed接收接口负责接收Matlab软件端数据;
通用接口顺序配置作为公用模块,和发电机接口顺序配置一起用来实现发电机的接口配置功能,和齿轮箱接口顺序配置一起用来实现齿轮箱的接口配置功能。
9.如权利要求8所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法,其特征在于,所述通用接口顺序配置中用户变量作为发送接口,将数据发送至Matlab软件端时,数据流向配置为out;
用户变量作为接收接口,接收来自Matlab软件端数据时,数据流向配置为in;
接口顺序则根据Matlab软件端的第二接口通信模块接口实际连接的电气模型接口代表的意义来确定。
10.如权利要求8所述的一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法,其特征在于,所述通用接口顺序配置包含多个用户变量,方向为双向,根据实际需要配置数据流向。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410262995.2A CN117852321B (zh) | 2024-03-08 | 2024-03-08 | 一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410262995.2A CN117852321B (zh) | 2024-03-08 | 2024-03-08 | 一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117852321A true CN117852321A (zh) | 2024-04-09 |
CN117852321B CN117852321B (zh) | 2024-06-04 |
Family
ID=90540522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410262995.2A Active CN117852321B (zh) | 2024-03-08 | 2024-03-08 | 一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117852321B (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011007434A1 (de) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | Suzlon Energy Gmbh | Simulationsmodell für eine Windenergieanlage sowie Erstellung und Verwendung |
CN103676663A (zh) * | 2013-09-22 | 2014-03-26 | 国家电网公司 | 一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法 |
CN103761287A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-30 | 西安交通大学 | Dgs数据格式与ieee标准格式cdf的接口转换方法 |
US20150277406A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Multiple controllers configuration management interface for system connectivity |
CN106019984A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-10-12 | 湖南优利泰克自动化系统有限公司 | 一种风机半实物仿真装置、系统及方法 |
CN108614447A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-02 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风电机组的联合仿真方法、装置、设备及存储介质 |
CN113741218A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-03 | 东方电气集团科学技术研究院有限公司 | 一种大型风电机组综合实时仿真平台 |
CN113836762A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-24 | 中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司 | 一种风力机及风电场数字镜像模拟展示系统 |
CN115632433A (zh) * | 2022-10-19 | 2023-01-20 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 风-机-场-网全景联合仿真系统及方法 |
CN115933429A (zh) * | 2022-10-19 | 2023-04-07 | 浙江运达风电股份有限公司 | 一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法 |
-
2024
- 2024-03-08 CN CN202410262995.2A patent/CN117852321B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011007434A1 (de) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | Suzlon Energy Gmbh | Simulationsmodell für eine Windenergieanlage sowie Erstellung und Verwendung |
CN103676663A (zh) * | 2013-09-22 | 2014-03-26 | 国家电网公司 | 一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法 |
CN103761287A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-30 | 西安交通大学 | Dgs数据格式与ieee标准格式cdf的接口转换方法 |
US20150277406A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Multiple controllers configuration management interface for system connectivity |
CN106019984A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-10-12 | 湖南优利泰克自动化系统有限公司 | 一种风机半实物仿真装置、系统及方法 |
CN108614447A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-02 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风电机组的联合仿真方法、装置、设备及存储介质 |
CN113836762A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-24 | 中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司 | 一种风力机及风电场数字镜像模拟展示系统 |
CN113741218A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-03 | 东方电气集团科学技术研究院有限公司 | 一种大型风电机组综合实时仿真平台 |
CN115632433A (zh) * | 2022-10-19 | 2023-01-20 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 风-机-场-网全景联合仿真系统及方法 |
CN115933429A (zh) * | 2022-10-19 | 2023-04-07 | 浙江运达风电股份有限公司 | 一种基于电压源型风电机组的实时仿真系统搭建方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
WANG YINGYING等: "A new method of wind turbines modeling based on combined simulation", 《 2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER SYSTEM TECHNOLOGY (POWERCON 2014)》, 15 January 2015 (2015-01-15) * |
刘国祥;崔新维;: "基于Bladed和MATLAB的风机联合建模与仿真", 机械工程与自动化, no. 05, 28 October 2013 (2013-10-28) * |
张国强: "风电机组模型预测控制研究与联合仿真平台设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技II辑)》, no. 2, 15 February 2016 (2016-02-15) * |
贾锋;蔡旭;李征;娄尧林;: "风电机组精细化建模及硬件在环实时联合仿真", 中国电机工程学报, no. 04, 20 February 2017 (2017-02-20) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117852321B (zh) | 2024-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107885097B (zh) | 一种核电站模拟仪控系统dcs改造闭环验证系统及方法 | |
CN113741218A (zh) | 一种大型风电机组综合实时仿真平台 | |
CN108194264B (zh) | 风力发电模拟系统及其控制方法 | |
CN101655699A (zh) | 用于模拟装置操作的系统和方法 | |
CN209454773U (zh) | 列车级控制单元及列车网络控制系统 | |
CN111221326A (zh) | 基于Simulink实时仿真系统实现硬件在环测试控制的系统及其方法 | |
CN103676663A (zh) | 一种风电机组联合仿真系统通信接口实现方法 | |
CN110262360A (zh) | 变频器模拟装置和模拟方法 | |
CN111949365A (zh) | 离线仿真方法及计算机存储介质 | |
CN112859645A (zh) | 一种综合能源系统性能测试平台 | |
CN117852321B (zh) | 一种风电机组联合仿真系统通信接口及其实现方法 | |
CN112859637B (zh) | 一种风电机组仿真系统 | |
CN108153284A (zh) | 控制程序测试方法和系统 | |
CN102818953B (zh) | 风况模拟系统及其在风电机组试验台上实现的方法 | |
CN112286073A (zh) | 一种用于电力系统闭环仿真的通信接口装置及方法 | |
CN206364520U (zh) | 双馈型风力发电系统及其变流器的控制系统 | |
CN216248796U (zh) | 用于大型风电机组的模拟仿真测试系统 | |
CN205899847U (zh) | 交直流电网特性全动态过程展示培训装置 | |
CN115145165A (zh) | 一种可扩展运动控制仿真系统和方法 | |
CN108798988B (zh) | 一种潮流能发电机组主控程序编码方法 | |
CN112001028A (zh) | 一种永磁推进系统仿真方法及平台 | |
CN217282958U (zh) | 一种风电机组电气系统测试信号转接装置 | |
CN205091555U (zh) | 数模混合仿真系统及其接口电路 | |
CN214464666U (zh) | 一种风力发电机组变频器模拟维护平台 | |
CN103281557B (zh) | 用于3d电视的3d参数实时调整方法及设备和3d电视 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |