CN203414816U - 风力发电机控制器混合动态测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种风力发电机控制器混合动态测试系统，该系统包括工作站、实时仿真模型、实时目标机及被测试控制器，所述工作站通过局域网与实时仿真模型及实时目标机连接，以TCP/IP方式实现仿真过程中对实时仿真模型以及实时目标机的监控及数据通讯，所述实时仿真模型通过其内置数据接口与实时目标机连接，所述实时目标机与被测试控制器连接。本实用新型完成了的风力发电机控制器的实验室测试工作，实现了对风力发电机控制器新方案、新算法的测试。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统实时数字仿真试验技术领域，特别是一种风力发电机控制器混合动态测试系统。
背景技术
风电控制器是风力发电设备的核心部件，考虑到其性能高低直接关系到风电机组的优劣，故迫切需要建立一套有效且可靠的风电机组控制器的测试机制。
目前，传统的风电机组控制器的测试方法通常有二种：一种方法是用开发完成的控制器去控制实际运行的风力机，所得结果较为可信。但是在真实的风况下或者风洞实验室中，利用真实的风力机进行控制器的性能测试，毫无疑问耗费了大量的成本和时间，并且风速、风向等外部因素很难控制；另一种方法是采用电动机模拟风力机的运行，并拖动发电机进行发电运行，该方法大大节约了成本并降低了实验难度，一定程度上模拟了风力机在不同风况所输出的气动转矩。然而电动机模拟风力机只能单纯地考虑风力机在不同风况下输出的转速和转矩。而忽略了许多风力机本身运行中的状况，故与实际情况有一定的偏差。
实时仿真模型(RTDS仿真模型)是专门针对电力系统、电力电子、电力拖动系统实时仿真的计算平台，具有强大的计算功能、通讯功能。实时目标机（Speedgoat）是专门针对仿真计算模型的运行平台，具有完备接口设备。因此依托现有实验室的环境基础，使用实时仿真模型和实时目标机构建一套风力发电控制器硬件在环仿真系统对风电控制器进行测试验证，特别是逆变器型新能源设备的实时仿真测试十分必要。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机控制器混合动态测试系统。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种风力发电机控制器混合动态测试系统，其特征在于：该系统包括工作站、实时仿真模型、实时目标机及被测试控制器，所述工作站通过局域网与实时仿真模型及实时目标机连接，以TCP/IP方式实现仿真过程中对实时仿真模型以及实时目标机的监控及数据通讯，所述实时仿真模型通过其内置数据接口与实时目标机连接，所述实时目标机与被测试控制器连接。
而且，所述实时仿真模型将仿真结果以RS422/RS232协议方式将数据下载至实时目标机，并进行两者之间的数据交换。
而且，所述实时目标机与被测试控制器连接具体为，实时目标机内的现场可编程门阵列（FPGA）I/O模块与被测试控制器的转速控制模块和变桨距控制模块连接，将转速信号接至被测试控制器，同时接收变桨距控制模块的脉宽调制控制信号；实时目标机内的数字量DI/O模块与被测试控制器的转速控制模块连接，实现两者之间控制信号的通信；实时目标机内的模拟量I/O模块与被测试控制器的电压控制模块连接，模拟量I/O模块输出电压电流信号给电压控制模块，同时接收电压控制模块的调制功率信号；模拟量I/O模块与被测试控制器的转速控制模块连接，模拟量I/O模块输出定子电流信号给转速控制模块，同时接收转速控制模块发出的调制功率信号。
而且，所述实时目标机采用的型号为06IP-088CA，所述现场可编程门阵列（FPGA）I/O模块采用板卡MB401U，所述数字量DI/O模块和模拟量I/O模块均采用板卡MB0201U。
本实用新型的优点和积极效果是
本实用新型完成了的风力发电机控制器的实验室测试工作，实现了对风力发电机控制器新方案、新算法的测试。
附图说明
图1是本实用新型系统接线示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种风力发电机控制器混合动态测试系统，如图1所示，该系统包括工作站、实时仿真模型(RTDS仿真模型)、实时目标机（Speedgoat）及被测试控制器，所述工作站通过局域网（LAN）与RTDS仿真模型及Speedgoat连接，以TCP/IP方式实现仿真过程中对RTDS仿真模型以及Speedgoat的监控及数据通讯，所述RTDS仿真模型通过其内置数据接口与Speedgoat连接，所述Speedgoat与被测试控制器连接。
在本实用新型的具体实施中，所述RTDS仿真模型将仿真结果以RS422/RS232协议方式将数据下载至Speedgoat，并进行两者之间的数据交换。
在本实用新型的具体实施中，所述Speedgoat内的现场可编程门阵列（FPGA）I/O模块与被测试控制器的转速控制模块和变桨距控制模块连接，将转速信号接至被测试控制器，同时，接收变桨距控制模块的脉宽调制（PWM）控制信号；所述Speedgoat内的数字量DI/O模块与被测试控制器的转速控制模块连接，实现两者之间控制信号的通信；所述Speedgoat内的模拟量I/O模块与被测试控制器的电压控制模块连接，模拟量I/O模块输出电压电流信号给电压控制模块，同时接收电压控制模块的调制功率信号；模拟量I/O模块与被测试控制器的转速控制模块连接，模拟量I/O模块输出定子电流信号给转速控制模块，同时接收转速控制模块发出的调制功率信号。
在本实用新型的具体实施中，所述Speedgoat采用的型号为06IP-088CA，所述FPGAI/O模块采用板卡MB401U，所述数字量DI/O模块和模拟量I/O模块均采用板卡MB0201U。
工作原理
按照图1所示的接线方式，在工作站及RTDS仿真模型内建立了风速模型、风力机模型、发电机模型、并网模型、伺服机构模型，也就是建立了风力发电并网仿真模型，用以实现模型开发，编译和执行，以及作为人机界面，使用RTDS仿真模型模拟该试验系统的设备元件，主要设备参数使用典型参数。
按照图1所示试验系统接口设计，工作站通过以太网与RTDS仿真模型连接，并通过工作站控制RTDS仿真模型模拟系统的运行，RTDS仿真模型实时计算出数字动态模拟系统经编译后，以RS422/RS232协议方式将计算结果下载至Speedgoat上。同时工作站可以实时的监测并控制RTDS仿真模型模拟系统和Speedgoat的运行，也可以控制调整仿真系统的运行状态。另外，Speedgoat驱动FPGAI/O板卡、数字量DI/O板卡和模拟量I/O板卡将RTDS下载的计算数据转换成电压电流信号、控制信号、转速信号、PWM信号，并将这些信号连接至被测试的风力发电机控制器上，具体来说，
（1）对于转速信号，Speedgoat将转速信号接至被测风力发电机控制器的转速控制和变桨距控制模块上；
（2）对于功率信号，Speedgoat将仿真计算得电压、电流信号经过Speedgoat内部的A/D转换，通过模拟量I/O板卡输出至风力发电机控制器的电压、电流采样端子上，同时模拟量I/O板卡还可以接收控制器的调制信号。
（3）此外，FPGAI/O板卡还可以接受高精度PWM信号，数字量DI/O板卡可以实现控制信号的互联。
这样就构成了一个完整的风力发电机控制器RTDS-Speedgoat混合动态测试系统。
Claims (4)
1.一种风力发电机控制器混合动态测试系统，其特征在于：该系统包括工作站、实时仿真模型、实时目标机及被测试控制器，所述工作站通过局域网与实时仿真模型及实时目标机连接，以TCP/IP方式实现仿真过程中对实时仿真模型以及实时目标机的监控及数据通讯，所述实时仿真模型通过其内置数据接口与实时目标机连接，所述实时目标机与被测试控制器连接。
2.根据权利要求1所述的风力发电机控制器混合动态测试系统，其特征在于：所述实时仿真模型将仿真结果以RS422/RS232协议方式将数据下载至实时目标机，并进行两者之间的数据交换。
3.根据权利要求1所述的风力发电机控制器混合动态测试系统，其特征在于：所述实时目标机与被测试控制器连接具体为，实时目标机内的现场可编程门阵列I/O模块与被测试控制器的转速控制模块和变桨距控制模块连接，将转速信号接至被测试控制器，同时接收变桨距控制模块的脉宽调制控制信号；实时目标机内的数字量DI/O模块与被测试控制器的转速控制模块连接，实现两者之间控制信号的通信；实时目标机内的模拟量I/O模块与被测试控制器的电压控制模块连接，模拟量I/O模块输出电压电流信号给电压控制模块，同时接收电压控制模块的调制功率信号；模拟量I/O模块与被测试控制器的转速控制模块连接，模拟量I/O模块输出定子电流信号给转速控制模块，同时接收转速控制模块发出的调制功率信号。
4.根据权利要求3所述的风力发电机控制器混合动态测试系统，其特征在于：所述实时目标机采用的型号为06IP-088CA，所述现场可编程门阵列I/O模块采用板卡MB401U，所述数字量DI/O模块和模拟量I/O模块均采用板卡MB0201U。
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|---|---|---|---|---|
| CN110262454A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-20 | 三一重能有限公司 | 风机控制系统的测试系统、方法及装置 |
| CN112684719A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 上海科梁信息工程股份有限公司 | 一种虚拟电厂仿真测试系统、方法和存储介质 |
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