双馈风机阻抗硬件在环测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双馈风机阻抗硬件在环测试系统及方法，其中系统包括：电力电子实时仿真平台，所述电力电子实时仿真平台搭建有包括电网、用于阻抗测试的小信号电压源、风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路的实时数字仿真模型；所述实时数字仿真模型经实时化后下载至所述电力电子实时仿真平台的仿真机中；待测双馈风机控制器，通过所述仿真机的输入输出接口，与所述实时数字仿真模型进行连接。本发明专利技术可以灵活简便地实现双馈风机阻抗硬件在环测试，并接近工程实际，使测试结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，尤其涉及双馈风机阻抗硬件在环测试系统及方法。
技术介绍
阻抗是电气系统的基本特征。目前，基于阻抗的系统稳定性分析是学术研究的热点，已经用于解决包含电力电子设备的系统稳定性分析问题。因此，计算或测量各个电气设备的阻抗具有重要意义，而计算或测量双馈风机阻抗，对于包含双馈风机的电力系统稳定性分析十分重要。目前对双馈风机阻抗的计算或测量存在以下几方面问题。第一，采用理论计算的方法计算双馈风机阻抗，目前仅适用于经典的双馈风机模型，而并未考虑实际存在的滤波支路等环节，而且不同厂家的模型差异较大。第二，采用时域仿真法测量双馈风机数字模型的阻抗，由于数字仿真与工程实际存在一定差异，因此此种方法测量的阻抗对工程实际的指导意义有限。第三，针对实验室搭建的物理系统测试双馈风机阻抗，此种方法实施难度较大，需要搭建包括双馈风机在内的整个系统，操作复杂。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种双馈风机阻抗硬件在环测试系统，用以灵活简便地实现双馈风机阻抗硬件在环测试，并接近工程实际，使测试结果更加准确，该双馈风机阻抗硬件在环测试系统包括：电力电子实时仿真平台，所述电力电子实时仿真平台搭建有包括电网、用于阻抗测试的小信号电压源、风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路的实时数字仿真模型；所述实时数字仿真模型经实时化后下载至所述电力电子实时仿真平台的仿真机中；待测双馈风机控制器，通过所述仿真机的输入输出接口，与所述实时数字仿真模型进行连接。一个实施例中，所述电力电子实时仿真平台包括RT-LAB。一个实施例中，所述实时数字仿真模型输出的模拟量包括：电网电压、电网电流、定子电压、定子电流、网侧电压、网侧模块电流、机侧电压、机侧模块电流、直流母线电压、Crowbar电压及转子转速其中之一或任意组合。一个实施例中，所述实时数字仿真模型输出的数字量包括：网侧接触器合闸信号和/或励磁接触器合闸信号。一个实施例中，所述实时数字仿真模型输入的数字量包括：网侧变流器IGBT脉冲信号、机侧变流器IGBT脉冲信号、网侧接触器合闸信号及励磁接触器合闸信号其中之一或任意组合。本专利技术实施例还提供一种双馈风机阻抗硬件在环测试方法，用以灵活简便地实现双馈风机阻抗硬件在环测试，并接近工程实际，使测试结果更加准确，该双馈风机阻抗硬件在环测试方法包括：在电力电子实时仿真平台搭建包括电网、用于阻抗测试的小信号电压源、风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路的实时数字仿真模型；将所述实时数字仿真模型实时化后下载到所述电力电子实时仿真平台的仿真机；将待测双馈风机控制器通过所述仿真机的输入输出接口与所述实时数字仿真模型进行连接；设置小信号电压源的幅值和频率，测试双馈风机电压和电流信号，根据测试所得双馈风机电压和电流信号，计算该频率下的双馈风机阻抗；修改小信号电压源的幅值和频率，重复上述测试双馈风机电压和电流信号并计算该频率下双馈风机阻抗的过程。一个实施例中，所述电力电子实时仿真平台包括RT-LAB。一个实施例中，所述实时数字仿真模型输出的模拟量包括：电网电压、电网电流、定子电压、定子电流、网侧电压、网侧模块电流、机侧电压、机侧模块电流、直流母线电压、Crowbar电压及转子转速其中之一或任意组合。一个实施例中，所述实时数字仿真模型输出的数字量包括：网侧接触器合闸信号和/或励磁接触器合闸信号。一个实施例中，所述实时数字仿真模型输入的数字量包括：网侧变流器IGBT脉冲信号、机侧变流器IGBT脉冲信号、网侧接触器合闸信号及励磁接触器合闸信号其中之一或任意组合。本专利技术实施例具备如下有益效果：第一，在本专利技术实施例中，通过在电力电子实时仿真平台搭建实时数字仿真模型进行双馈风机阻抗硬件在环测试，与现有采用理论计算的方法计算双馈风机阻抗的技术方案相比，数字仿真模型可以根据不同厂家进行差异化设计，并且不但适用于经典的双馈风机模型，而且考虑实际存在的滤波支路等环节，可以使测试结果更加准确；第二，在本专利技术实施例中，将数字仿真与实际待测双馈风机控制器相结合，与现有采用时域仿真法测量双馈风机数字模型的阻抗相比，考虑了实际双馈风机控制器的影响，可以使测试过程更接近工程实际，提升对工程实际的指导意义。第三，在本专利技术实施例中，在电力电子实时仿真平台搭建包括电网、用于阻抗测试的小信号电压源、风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路的实时数字仿真模型；利用实时数字仿真模型进行双馈风机阻抗硬件在环测试，不必在实验室搭建物理系统，实施难度小，操作简便灵活。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例中双馈风机阻抗硬件在环测试系统的示意图；图2为本专利技术实施例中基于RT-LAB的双馈风机阻抗硬件在环测试系统实例图；图3为本专利技术实施例中双馈风机阻抗硬件在环测试方法的示意图；图4为本专利技术实施例中双馈风机阻抗硬件在环测试结果实例图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。包含双馈风机的电力系统稳定性问题是目前学术和工程研究的热点，因此，计算或测量双馈风机阻抗具有重要意义。为了灵活简便地实现双馈风机阻抗硬件在环测试，并接近工程实际，使测试结果更加准确，本专利技术实施例提供一种双馈风机阻抗硬件在环测试系统，如图1所示，该双馈风机阻抗硬件在环测试系统可以包括：电力电子实时仿真平台1，电力电子实时仿真平台1搭建有包括电网、用于阻抗测试的小信号电压源、风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路的实时数字仿真模型11；实时数字仿真模型11经实时化后下载至电力电子实时仿真平台1的仿真机12中；待测双馈风机控制器2，通过仿真机12的输入输出接口121，与实时数字仿真模型11进行连接。可以得知，本专利技术实施例的双馈风机阻抗硬件在环测试系统，能够实现双馈风机控制器的硬件在环测试，在实时数字仿真模型中能够灵活设置测试条件和运行工况，操作简便灵活，而且采用物理控制器，较之现有技术中完全采用数字仿真的方案更接近工程实际。该测试系统能够考虑实际控制器的影响，实现对不同厂家双馈风机的阻抗测量。实施例中该双馈风机阻抗硬件在环测试系统可以设置不同的仿真工况或控制器参数，通过修改小信号电压源的幅值和频率，设置不同的测试条件，从而测试双馈风机在不同频率下的阻抗特性。具体实施时，可以采用多种电力电子实时仿真平台实现双馈风机阻抗硬件在环测试。例如可以基于RT-LAB等电力电子实时仿真平台进行双馈风机阻抗硬件在环测试。以RT-LAB为例，可以在RT-LAB中搭建包括电网、用于阻抗测试的小信号电压源、风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路的实时数字仿真模型，将某厂家的双馈风机控制器通过RT-LAB仿真机的IO接口与在RT-LAB搭建的实时数字仿真模型相连，从而实现用于双馈风机阻抗测试的硬件在环仿真系统，该系统采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双馈风机阻抗硬件在环测试系统，其特征在于，包括：电力电子实时仿真平台，所述电力电子实时仿真平台搭建有包括电网、用于阻抗测试的小信号电压源、风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路的实时数字仿真模型；所述实时数字仿真模型经实时化后下载至所述电力电子实时仿真平台的仿真机中；待测双馈风机控制器，通过所述仿真机的输入输出接口，与所述实时数字仿真模型进行连接。

【技术特征摘要】
1.一种双馈风机阻抗硬件在环测试系统，其特征在于，包括：电力电子实时仿真平台，所述电力电子实时仿真平台搭建有包括电网、用于阻抗测试的小信号电压源、风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路的实时数字仿真模型；所述实时数字仿真模型经实时化后下载至所述电力电子实时仿真平台的仿真机中；待测双馈风机控制器，通过所述仿真机的输入输出接口，与所述实时数字仿真模型进行连接。2.如权利要求1所述的双馈风机阻抗硬件在环测试系统，其特征在于，所述电力电子实时仿真平台包括RT-LAB。3.如权利要求1或2所述的双馈风机阻抗硬件在环测试系统，其特征在于，所述实时数字仿真模型输出的模拟量包括：电网电压、电网电流、定子电压、定子电流、网侧电压、网侧模块电流、机侧电压、机侧模块电流、直流母线电压、Crowbar电压及转子转速其中之一或任意组合。4.如权利要求1或2所述的双馈风机阻抗硬件在环测试系统，其特征在于，所述实时数字仿真模型输出的数字量包括：网侧接触器合闸信号和/或励磁接触器合闸信号。5.如权利要求1或2所述的双馈风机阻抗硬件在环测试系统，其特征在于，所述实时数字仿真模型输入的数字量包括：网侧变流器IGBT脉冲信号、机侧变流器IGBT脉冲信号、网侧接触器合闸信号及励磁接触器合闸信号其中之一或任意组合。6.一种双馈风机阻抗硬件在环测试方法，其特征在于，包括：在电力电子实时仿真平台搭建包括电网、用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，李蕴红，江浩，宁文元，李雨，崔正湃，吴林林，王靖然，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11