双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，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、风电场设备、及双馈风机设备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。本实用新型专利技术可以灵活简便地实现双馈风机次同步谐振硬件在环测试，并接近工程实际，使测试结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力
，尤其涉及双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统。
技术介绍
风电已成为中国能源战略的重要组成部分。但由于我国相当一大部分风电集中在新疆、甘肃、内蒙古等西北地区，而我国能源负荷中心却集中在东南沿海地区，因此在进行电力输送时必须采取高电压、大容量的输电模式实现“西电东送”。考虑到新建输电线路所带来的工程造价、输电走廊占用等问题，提高现有交流线路的输送能力具有非常重要的意义。在输电线路中加入串补电容器可以减小线路电抗，提高输电系统静态稳定极限和输送能力。随着输电系统的发展，串补电容器得到越来越多的应用，也取得了较好的经济效益。但是这种远距离、高串补度的输电方式可能会诱发风电系统的次同步谐振问题，从而影响大规模风电基地及外送系统的安全稳定运行。目前，仅是从学术上定性认识到风电系统通过串补输送时存在发生次同步谐振的风险，但却没有一套行之有效的定量测试方法和系统。目前对风电次同步谐振的分析主要采用特征值计算和时域仿真的方法，特征值计算需要双馈机组详细的参数，往往难以获取；时域仿真通常采用经典的风机模型，并未考虑不同厂家的风机在次同步谐振时的不同表现，并且时域仿真与实际情况存在差异，与工程实际的一致性有待校核。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次同步谐振测试方法和系统。
技术实现思路
本技术实施例提供一种双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，用以灵活简便地实现双馈风机次同步谐振硬件在环测试，并接近工程实际，使测试结果更加准确，该双馈风机次同步谐振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、风电场设备、及双馈风机设备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，所述电网包括无穷大电压、输电线路、变压器及串补。一个实施例中，所述风电场设备包括风电场的变压器及汇集线路。一个实施例中，所述双馈风机设备包括风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路。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。一个实施例中，所述电力电子实时仿真平台包括RT-LAB。在本技术实施例中，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次同步谐振硬件在环测试，与现有采用特征值计算的方案相比，无需获取双馈机组详细的参数，即可利用电力电子实时仿真平台和所连接的待测双馈风机控制器进行实时仿真，分析双馈风机次同步谐振。在本技术实施例中，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次同步谐振相比，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电网、风电场设备、及双馈风机设备等环节，可以使测试结果更加准确；并且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。附图说明为了更清楚地说明本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为本技术实施例中双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统的示意图；图2为本技术实施例中基于RT-LAB的双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统实例图；图3为本技术实施例中利用双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统进行双馈风机次同步谐振硬件在环测试的示意图；图4为本技术实施例中双馈风机次同步谐振硬件在环测试结果次同步谐振波形实例图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本技术实施例做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。为了灵活简便地实现双馈风机次同步谐振硬件在环测试，并接近工程实际，使测试结果更加准确，本技术实施例提供一种双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，如图1所示，该双馈风机次同步谐振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、风电场设备、及双馈风机设备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，本技术实施例的双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，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次同步谐振测量。实施例中该双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，可以在实时数字仿真模型中设置不同的运行工况或修改控制器参数等，测试不同的测试条件下是否会发生次同步谐振以及根据双馈风机的响应情况等分析不同测试条件下的次同步谐振特征，从而通过仿真测试对双馈风机次同步谐振特性进行全面的分析。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次同步谐振硬件在环测试。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次同步谐振硬件在环测试。以RT-LAB为例，可以在RT-LAB中搭建包括电网、风电场设备、及双馈风机设备等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次同步谐振测试的硬件在环仿真系统，该系统采用双馈风机变流器控制器实物与数字仿真模型构成一闭环系统。具体实施时，实时数字仿真模型中的电网可以包括无穷大电压、输电线路、变压器及串补等。具体实施时，风电场设备可以包括风电场的变压器及汇集线路等。具体实施时，双馈风机设备可以包括风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路等。在实时数字仿真模型中可以设置特定的运行工况，激发次同步谐振进行分析。图2为本技术实施例中基于RT-LAB的双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统实例图。如图2所示，在RT-LAB搭建的实时数字仿真模型包括代表大电网的无穷大电压，所研究电网的输电线路、变压器及串补等，风电场的变压器及汇集线路等设备，风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路等的数字模型。实时数字仿真模型经实时化后可以编译成C代码，并下载到RT-LAB仿真机中。图2中与实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，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、风电场设备、及双馈风机设备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】
1.一种双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，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、风电场设备、及双馈风机设备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所述的双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，其特征在于，所述电网包括无穷大电压、输电线路、变压器及串补。3.如权利要求1所述的双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，其特征在于，所述风电场设备包括风电场的变压器及汇集线路。4.如权利要求1所述的双馈风机次同步谐振硬件在环测试系统，其特征在于，所述双馈风机设备包括风电机组的轴系、电机、变流器主电路、保护电路及滤波支路。5.如权利要求1所述的双馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蕴红，刘辉，宁文元，李雨，江浩，吴林林，徐海翔，
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：新型
国别省市：北京;11