基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器及方法技术

本发明专利技术属于风电机组仿真技术领域，提出了一种基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器及方法，包括现场可编程门阵列芯片，以及与所述现场可编程门阵列芯片连接的ARM芯片和数模接口；本发明专利技术采用现场可编程门阵列芯片，借助现场可编程门阵列芯片强大的并行计算能力，实现了风电机组电磁系统的暂态实时仿真，相较于现有技术，能够采用内置控制器快速验证控制策略的效果，并且通过数模接口能够接入实际风电机组控制器，进行硬件在环仿真，以测试其控制效果；同时，ARM芯片用于风电机组控制器算法的实时运算载体，与现场可编程门阵列芯片之间通过数模通道交互实时数据，实现了风电机组闭环实时仿真平台。电机组闭环实时仿真平台。电机组闭环实时仿真平台。

【技术实现步骤摘要】
基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器及方法


[0001]本专利技术属于风电机组仿真
，尤其涉及基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器及方法。

技术介绍

[0002]风电已成为世界上最大的可再生能源之一，在未来电力供应中扮演着非常重要的角色。随着相关技术的发展，风电机组单机容量和尺寸逐步增大，极大的增加了风电机组设计和测试的难度。因此，亟需深入地研究风电机组的仿真技术，从而优化和提高大型风电机组的设计流程及测试精度。基于实时仿真技术，进行风电机组的硬件在环仿真，能够提高测试精度和测试过程的安全性，同时降低测试成本。例如采用机组电磁暂态实时仿真进行并网控制器的硬件在环测试，能够提高仿真置信度，并提升测试效率。此外，搭建风电控制器的实时计算平台能够为控制策略的测试带来极大的便利。
[0003]风电机组的电磁系统包括发电机、变换器、变压器、断路器等多种暂态时间尺度为微秒级的元件。风电机组变换器的开关频率一般为上千赫兹；其高频的开关状态变化对电磁暂态模型的计算带来了极大的挑战。总的来说，风电机组电磁暂态实时仿真的特征和难点在于模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器，其特征在于，包括现场可编程门阵列芯片，以及与所述现场可编程门阵列芯片连接的ARM芯片和数模接口；所述现场可编程门阵列芯片，用于风电机组电磁系统的暂态实时仿真；所述ARM芯片，用于风电机组控制器算法的实时运算；所述ARM芯片和所述现场可编程门阵列芯片之间通过数模通道交互实时数据；所述数模接口，用于连接外部实际风电机组控制器。2.如权利要求1所述的基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器，其特征在于，所述可编程门阵列芯片包括用于标识当前仿真器状态的状态控制器、用于实时计算电磁暂态过程的电磁暂态仿真算法以及用于定时的实时仿真控制器。3.如权利要求2所述的基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器，其特征在于，所述可编程门阵列芯片接收到上位机指令时，在等待、运行、停止和结果输出四个状态中转换；仿真器内部出现不影响仿真进行的异常时，状态控制器置于异常状态，但仍进行仿真；仿真器内部出现影响仿真进行的异常时，状态控制器置于错误状态，且停止仿真。4.如权利要求2所述的基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器，其特征在于，所述电磁暂态仿真算法基于多区戴维南等效的方法，将风电机组电磁系统划分为多个子系统，多个子系统之间无数据依赖，实现风电机组电磁系统的并行化计算。5.如权利要求2所述的基于现场可编程门阵列的风电机组全闭环仿真器，其特征在于，所述可编程门阵列芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩然，李冰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：