一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置，涉及电力系统技术领域。该装置中，数模转换电路的输出端与虚拟汽轮机模块电路的输入端连接，模数转换电路的输入端与虚拟汽轮机模块电路的输出端连接；数模转换电路的输入端通过数据总线接收数字仿真系统中的主汽压力仿真模型的进气量数字信号，进行数模转换后形成进气量模拟信号输出到虚拟汽轮机模块电路中；模数转换电路接收虚拟汽轮机模块电路输出的机械功率模拟信号，进行模数转换后形成机械功率数字信号通过数据总线发送至数字仿真系统中的发电机仿真模型。可见，本实用新型专利技术可实现对VSG中虚拟汽轮机模块的模拟，为研究VSG输出特性及电力系统特性奠定了基础。

A Simulator of Virtual Steam Turbine Module in VSG

The utility model provides an analog device of a virtual steam turbine module in VSG, which relates to the technical field of power system. In the device, the output end of the DAC circuit is connected with the input end of the virtual steam turbine module circuit, and the input end of the ADC circuit is connected with the output end of the virtual steam turbine module circuit. The input end of the DAC circuit receives the intake digital of the main steam pressure simulation model in the digital simulation system through the data bus. The analog signal of air intake is formed after digital-to-analog conversion and output to the virtual turbine module circuit. The analog-to-digital conversion circuit receives the analog signal of mechanical power output from the virtual turbine module circuit, and after the analog-to-digital conversion, the digital signal of mechanical power is formed and sent to the generator in the digital simulation system through the data bus. Simulation model. It can be seen that the utility model can realize the simulation of virtual steam turbine module in VSG, and lay a foundation for the study of VSG output characteristics and power system characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置
本技术涉及电力系统
，尤其涉及一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置。
技术介绍
当前，随着新能源技术的迅猛发展，新能源技术发电在电网中的占比日益上升。由于目前新能源发电设备通常采用最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking，简称MPPT)控制，无法响应系统频率和电压的变化。因此，新能源的大量接入会对电网特性产生显著影响，例如系统惯量和阻尼降低，旋转备用容量减少等，电网的安全稳定运行面临严峻的技术挑战。虚拟同步发电机(VirtualSynchronousGenerators，简称VSG)技术通过对新能源发电设备的控制系统进行改进，可以使新能源发电设备具有与同步机类似的频率和电压调节特性，从而解决高比例新能源接入后电网缺乏支撑能力的问题，因此得到广泛关注。但是目前关于虚拟同步发电机的模拟装置及系统的研究尚浅，尤其是关于VSG中虚拟汽轮机模块的模拟装置还未见有相关研究。
技术实现思路
本技术的实施例提供一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置，以实现对VSG中虚拟汽轮机模块的模拟，为研究VSG输出特性及电力系统特性奠定了基础。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置，包括数模转换电路、模数转换电路及虚拟汽轮机模块电路；所述虚拟汽轮机模块电路由一阶积分环节电路、比例环节电路和加法器电路的方式组合形成；所述数模转换电路的输出端与所述虚拟汽轮机模块电路的输入端连接，所述模数转换电路的输入端与所述虚拟汽轮机模块电路的输出端连接；所述数模转换电路的输入端通过数据总线接收数字仿真系统中的主汽压力仿真模型的进气量数字信号，进行数模转换后形成进气量模拟信号输出到所述虚拟汽轮机模块电路中；所述模数转换电路接收所述虚拟汽轮机模块电路输出的机械功率模拟信号，进行模数转换后形成机械功率数字信号通过数据总线发送至数字仿真系统中的发电机仿真模型。具体的，所述虚拟汽轮机模块电路包括：第一一阶积分环节电路、第二一阶积分环节电路、第三一阶积分环节电路、高压缸功率比例环节电路、中压缸功率比例环节电路、低压缸功率比例环节电路、第一加法器电路和第二加法器电路；所述第一一阶积分环节电路的输入端作为所述虚拟汽轮机模块电路的输入端，接收所述进气量模拟信号；所述第一一阶积分环节电路的输出端分别连接第二一阶积分环节电路的输入端和高压缸功率比例环节电路的输入端；所述第二一阶积分环节电路的输出端分别连接第三一阶积分环节电路的输入端和中压缸功率比例环节电路的输入端；所述第三一阶积分环节电路的输出端连接低压缸功率比例环节电路的输入端；所述高压缸功率比例环节电路的输出端连接第一加法器电路的第一输入端；所述中压缸功率比例环节电路的输出端连接第一加法器电路的第二输入端；所述第一加法器电路的输出端连接第二加法器电路的第一输入端；所述低压缸功率比例环节电路的输出端连接第二加法器电路的第二输入端；所述第二加法器电路的输出端作为所述虚拟汽轮机模块电路的输出端，向所述模数转换电路发送所述机械功率模拟信号。本技术实施例提供一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置，其包括数模转换电路、模数转换电路及虚拟汽轮机模块电路；该虚拟汽轮机模块电路由一阶积分环节电路、比例环节电路和加法器电路的方式组合形成；数模转换电路的输出端与虚拟汽轮机模块电路的输入端连接，模数转换电路的输入端与虚拟汽轮机模块电路的输出端连接；数模转换电路的输入端通过数据总线接收数字仿真系统中的主汽压力仿真模型的进气量数字信号，进行数模转换后形成进气量模拟信号输出到虚拟汽轮机模块电路中；模数转换电路接收所述虚拟汽轮机模块电路输出的机械功率模拟信号，进行模数转换后形成机械功率数字信号通过数据总线发送至数字仿真系统中的发电机仿真模型。可见，本技术实施例可实现对VSG中虚拟汽轮机模块的模拟，为研究VSG输出特性及电力系统特性奠定了基础。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置的结构示意图；图2为本技术实施例中的虚拟汽轮机模块电路的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。一般情况下，数字仿真系统是一种可以简化虚拟同步发电机实验过程的实用技术，但数字仿真系统对虚拟同步发电机的虚拟汽轮机模块的模拟效果有限。为解决这一问题，本技术实施例提供一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置。该装置在数字仿真系统的基础上，引入了虚拟汽轮机模块电路来模拟虚拟汽轮机模块的运行特性，提高了虚拟汽轮机模块的模拟效果，为研究虚拟同步发电机输出特性奠定了坚实基础。如图1所示，本技术实施例提供一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置10，包括数模转换电路11、模数转换电路12及虚拟汽轮机模块电路13。该虚拟汽轮机模块电路13由一阶积分环节电路、比例环节电路和加法器电路的方式组合形成(见图2)。该数模转换电路11的输出端与虚拟汽轮机模块电路13的输入端连接，该模数转换电路12的输入端与虚拟汽轮机模块电路13的输出端连接。该数模转换电路11的输入端通过数据总线14接收数字仿真系统20中的主汽压力仿真模型21(可来自主汽压力仿真模型21的中央处理芯片)的进气量数字信号GJD，进行数模转换后形成进气量模拟信号GJS输出到所述虚拟汽轮机模块电路13中；所述模数转换电路12接收所述虚拟汽轮机模块电路13输出的机械功率模拟信号PmS，进行模数转换后形成机械功率数字信号PmD通过数据总线14发送至数字仿真系统20中的发电机仿真模型22(可输出到发电机仿真模型22的中央处理芯片)。此处的主汽压力仿真模型21和发电机仿真模型22可以通过数字仿真方式实现，本技术重点描述VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置10的结构，对于主汽压力仿真模型21和发电机仿真模型22不进行描述。另外，该数模转换电路11和模数转换电路12均可以由寄存器、电子开关、运算放大器和电压源等器件构成，此处不再赘述。具体的，如图2所示，该虚拟汽轮机模块电路13包括：第一一阶积分环节电路131、第二一阶积分环节电路132、第三一阶积分环节电路133、高压缸功率比例环节电路134、中压缸功率比例环节电路135、低压缸功率比例环节电路136、第一加法器电路137和第二加法器电路138。所述第一一阶积分环节电路131的输入端作为所述虚拟汽轮机模块电路13的输入端，接收所述进气量模拟信号；所述第一一阶积分环节电路131的输出端分别连接第二一阶积分环节电路132的输入端和高压缸功率比例环节电路134的输入端。所述第二一阶积分环节电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置，其特征在于，包括数模转换电路、模数转换电路及虚拟汽轮机模块电路；所述虚拟汽轮机模块电路由一阶积分环节电路、比例环节电路和加法器电路的方式组合形成；所述数模转换电路的输出端与所述虚拟汽轮机模块电路的输入端连接，所述模数转换电路的输入端与所述虚拟汽轮机模块电路的输出端连接；所述数模转换电路的输入端通过数据总线接收数字仿真系统中的主汽压力仿真模型的进气量数字信号，进行数模转换后形成进气量模拟信号输出到所述虚拟汽轮机模块电路中；所述模数转换电路接收所述虚拟汽轮机模块电路输出的机械功率模拟信号，进行模数转换后形成机械功率数字信号通过数据总线发送至数字仿真系统中的发电机仿真模型。

【技术特征摘要】
1.一种VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置，其特征在于，包括数模转换电路、模数转换电路及虚拟汽轮机模块电路；所述虚拟汽轮机模块电路由一阶积分环节电路、比例环节电路和加法器电路的方式组合形成；所述数模转换电路的输出端与所述虚拟汽轮机模块电路的输入端连接，所述模数转换电路的输入端与所述虚拟汽轮机模块电路的输出端连接；所述数模转换电路的输入端通过数据总线接收数字仿真系统中的主汽压力仿真模型的进气量数字信号，进行数模转换后形成进气量模拟信号输出到所述虚拟汽轮机模块电路中；所述模数转换电路接收所述虚拟汽轮机模块电路输出的机械功率模拟信号，进行模数转换后形成机械功率数字信号通过数据总线发送至数字仿真系统中的发电机仿真模型。2.根据权利要求1所述的VSG中的虚拟汽轮机模块的模拟装置，其特征在于，所述虚拟汽轮机模块电路包括：第一一阶积分环节电路、第二一阶积分环节电路、第三一阶积分环节电路、高压缸功率比例环节电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，孙大卫，田博，葛俊，宋鹏，江浩，程雪坤，刘海涛，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国网冀北电力有限公司，国家电网公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11