[发明专利]一种风电实验室模拟控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电实验室模拟控制方法及其装置，属于风力发电应用领域。

背景技术

风力发电系统是一个复杂的系统，由于资金、场地等条件的限制以及自然风具有随机性和爆发性，直接在风力机上实验不方便进行实验教学、科研，也不能方便借助此真实风力发电平台对相关控制算法进行有效验证，因此目前在风力发电系统的研究中采用风机模拟技术以获得脱离自然风环境的可控实验平台成为研究热点。

另外，如何进一步在此风电模拟平台上同时实现直驱和双馈两种典型风力发电，并实现远程多机监控，给高校的实验教学及企业的科研人员提供综合性、高水平的风电研究型平台成为此领域的一个新兴发展方向。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种风电实验室模拟控制方法及其装置，具有兼容直驱和双馈两种风力发电方式，且便于远程多机监控的优点。

本发明的一种风电实验室模拟控制方法，其特征在于：

步骤1由PLC控制器2初始化第一接触器32的控制指令S1＝0，第二接触器33的控制指令S2＝0，第一断路器44的控制指令S3＝0，第二断路器45的控制指令S4＝0，即初始化第一接触器32、第二接触器33、第一断路器44和第二断路器45均为断开状态；

步骤2若上位机监控系统1向PLC控制器2下发启动直驱风电机组指令，则设置第一接触器32的控制指令S1＝1，即闭合第一接触器32，且由PLC控制器2控制变频器31的频率f从0Hz开始逐渐增频，0≤f≤50，进入步骤4；

步骤3若上位机监控系统1向PLC控制器2下发启动双馈风电机组指令，则设置第二接触器33的控制指令S2＝1，即闭合第二接触器33，且由PLC控制器2控制变频器31的频率f从0Hz开始逐渐增频，0≤f≤50，进入步骤6；

步骤4当PLC控制器2检测到第一转速传感器36的转速n₁大于或等于直驱风电机组的启动转速，如直驱风电机组额定转速的30％时，则由PLC控制器2向直驱驱动电路41发送直驱驱动信号，再由直驱驱动电路41向直驱风电变流器42发送直驱驱动脉冲，启动直驱风电变流器42；反之，当PLC控制器2检测到第一转速传感器36的转速n₁小于直驱风电机组的启动转速，如直驱风电机组额定转速的30％时，则由PLC控制器2向直驱驱动电路41封锁直驱驱动信号，使直驱风电变流器42停止运行；

步骤5当PLC控制器2检测到第一转速传感器36的转速n₁大于或等于直驱风电机组的同期转速，如直驱风电机组额定转速的97％时，则设置第一断路器44的控制指令S3＝1，即闭合第一断路器44，使直驱风电变流器42并网运行；反之，当PLC控制器2检测到第一转速传感器36的转速n₁小于直驱风电机组的同期转速，如直驱风电机组额定转速的97％时，则设置第一断路器44的控制指令S3＝0，即断开第一断路器44，使直驱风电变流器42与实验室电网47解列，进入步骤2；

步骤6当PLC控制器2检测到第二转速传感器37的转速n₂大于或等于双馈风电机组的启动转速，如双馈风电机组额定转速的30％时，则由PLC控制器2向双馈驱动电路40发送双馈驱动信号，再由双馈驱动电路40向双馈风电变流器43发送双馈驱动脉冲，启动双馈风电变流器43；反之，当PLC控制器2检测到第二转速传感器37的转速n₂小于双馈风电机组的启动转速，如双馈风电机组额定转速的30％时，则由PLC控制器2向双馈驱动电路40封锁双馈驱动信号，使双馈风电变流器43停止运行；

步骤7当PLC控制器2检测到第二转速传感器37的转速n₂大于或等于双馈风电机组的同期转速，如双馈风电机组额定转速的97％时，则设置第二断路器45的控制指令S4＝1，即闭合第二断路器45，使双馈风电机组39并网运行；反之，当PLC控制器2检测到第二转速传感器37的转速n₂小于双馈风电机组的同期转速，如双馈风电机组额定转速的97％时，则设置第二断路器45的控制指令S4＝0，即断开第二断路器45，使双馈风电机组39与实验室电网47解列，进入步骤2；

2、本发明的实现上述风电实验室模拟控制方法的装置，其特征在于，包含：上位机监控系统1、PLC控制器2和风电模拟系统3，上位机监控系统1与PLC控制器2之间通过现场总线进行通讯；