[01199559]一种基于CompactRIO的双馈风力发电机组物理仿真平台

风电作为风能最主要的转换形式,近年来发展十分迅速，然而风电固有的随机性、波动性和间歇性所引发的一系列电网安全问题也随之而来。显然如何确保风力发电机组在各种工况下保持安全、稳定地工作以及如何在电网故障的情况下实现故障穿越是解决上述问题的主要技术手段。围绕上述课题,科研人员提出了很多新的控制算法，这些控制算法的控制效果虽然已经通过了计算机的数字仿真，但还需要通过物理仿真实验或现场实验进行检验。然而实际风场的实验投资巨大，对自然环境的依赖性很高，而且实验周期长，导致大量的理论研究成果都停留在数字仿真阶段，因此在实验室建立风力发电机组物理仿真平台，对风力发电控制技术理论成果的转化有着极其重要的意义。现有的双馈风力发电机组物理仿真平台一般采用DSP、单片机、PCC或PLC作为控制器的控制核心，其中，前二者的代码编写非常复杂且硬件很难根据不同算法要求重新配置，一般理论研究人员很难在短期内完成算法编程或硬件重构，而后二者的代码编写尽管简单，但其运算速度却难以满足现代控制算法的要求。综上,现场试验的困难和物理仿真平台的不足，是大量的理论成果仅停留在数字仿真阶段的主要原因之一。因此研制一种具有控制代码编程简单、硬件可重配置、核心控制器运算速度快的双馈风力发电机组物理仿真平台是减轻科研人员的物理仿真工作量，加速理论成果的转化速度的有效途径。针对现有实验装置的不足，该发明公开了一种基于嵌入式虚拟仪器的双馈风力发电机组物理仿真平台。该平台的主要由风力机模拟装置、双馈发电机、并网开关、电压跌落发生器、背靠背变流器、Crowbar保护电路、绝对值编码器、CompactRIO控制器和监控电脑等构成。平台具备风力发电模拟系统的高速、实时的运算和控制的能力，能满足风力发电系统控制算法复杂性不断提高的要求，而且结构紧凑，方便维护，特别便于没有硬件代码编程经验的研究人员进行相关课题的物理仿真试验研究，以验证各种风力发电控制算法理论在实际物理模型中的适用性，对风力发电技术的科学研究有着重大的意义。