[实用新型]电网侧变频器的仿真装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电设备领域，尤其涉及一种电网侧变频器的仿真装置。

背景技术

1891年，第一台试验风机诞生，这预示着风力发电的开始。1897年，风机系统正式用于商业化。但此后，风力发电发展缓慢，直至上个世纪70年代的世界石油危机才使风力发电真正得到发展。美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源，投入了大量经费，利用计算机、空气动力学、结构力学和材料力学等领域的新技术研制现代风力发电机组，开创了风能利用的新时期。

近20年，发达国家在风力发电技术领域已取得巨大的成就。并网运行的风力发电机组单机容量从最初的数十千瓦级已发展到兆瓦级；控制方式从单一的定桨距失速控制向全桨叶变距和变速恒频发展，运行可靠性从20世纪80年代初的50％，提高到98％以上，并且在风电场运行的风力发电机组全部可以实现集中控制和远程控制。

自1990年以来，世界风力发电累计装机容量平均每年增长超过20％，仅2005年世界新增装机就达到11769MW，其增长速度超过了任何一种电力增长的速度。

风电机组有多种类型，常用的风电机组包括：基于普通异步发电机的恒速风电机组、基于双馈感应发电机的变速风电机组和基于永磁同步发电机的直驱型变速风电机组。

无论是哪一种风电机组，其发电机都需要通过变频器和变流器来接入到电网中，变频器包括电网侧变频器，而变流器包括电机侧变流器。电网侧变频器采用定子电压定向的矢量控制方案，用于控制交直交变频器的直流母线电压以及电网侧变频器发出的无功功率。电机侧变流器用于控制直流环节的电容电压和发电机定子电压为预先设置的恒定值。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种电网侧变频器的仿真装置。

根据本实用新型的一实施例，提出一种电网侧变频器的仿真装置，包括直流电压测量器、电流测量器、锁相环、坐标变换器、电网侧变频器控制器和电网侧变频器。直流电压测量器测量电网侧变频器中的直流电压值。电流测量器测量电网侧变频器的三相交流电流值。锁相环测量电网侧变频器接入的电压相角。坐标变换器连接到直流电压测量器、电流测量器和锁相环，接收直流电压值、三相交流电流值和电压相角作为输入，转换直流电压值和三相交流电流值的电网固定坐标参数成为矢量坐标参数作为输出。电网侧变频器控制器连接到坐标变换器，根据直流电压值和三相交流电流值的矢量坐标参数产生脉宽调制信号作为输出指令。电网侧变频器连接到电网侧变频器控制器，根据脉宽调制信号调节桥臂的占空比。

在一个实施例中，电网侧变频器控制器包括两级级联的比例积分控制器。

本实用新型的电网侧变频器的仿真装置能够很好地实现定子电压定向的矢量控制方案，实现对于交直交变频器的直流母线电压以及电网侧变频器发出的无功功率的仿真控制。

附图说明

图1揭示了根据本实用新型的一实施例的电网侧变频器的仿真装置的结构示意图。

具体实施方式

参考图1所示，图1揭示了根据本实用新型的一实施例的电网侧变频器的仿真装置的结构示意图。该电网侧变频器的仿真装置100包括直流电压测量器102、电流测量器104、锁相环106、坐标变换器108、电网侧变频器控制器110和电网侧变频器112。

直流电压测量器102测量电网侧变频器中的直流电压值。电流测量器104测量电网侧变频器的三相交流电流值。锁相环106测量电网侧变频器接入的电压相角。坐标变换器108连接到直流电压测量器102、电流测量器104和锁相环106。坐标变换器108接收直流电压值、三相交流电流值和电压相角作为输入，坐标变换器108转换直流电压值和三相交流电流值的电网固定坐标参数成为矢量坐标参数作为输出。电网侧变频器控制器110连接到坐标变换器108，电网侧变频控制器110根据直流电压值和三相交流电流值的矢量坐标参数产生脉宽调制(PWM)信号作为输出指令。在一个实施例中，电网侧变频器控制器110包括两级级联的比例积分控制器(PI控制器)。电网侧变频器112连接到电网侧变频器控制器110，电网侧变频器112根据脉宽调制信号调节桥臂的占空比，达到变频的目的。

本实用新型的电网侧变频器的仿真装置的工作原理如下：