[发明专利]大型风电机组实时运行控制联合仿真平台及其构建方法

权利要求书

1.一种大型风电机组实时运行控制联合仿真平台构建方法，其特征在于：在Bladed中建立风电机组机械部分和气动部分模型，在RTDS中建立风电机组电气部分的模型；RTDS是实时运行的，计算机性能足够的条件下Bladed内置的硬件测试模块保证Bladed实时运行，Bladed与RTDS之间通过PLC进行变量交互和通讯，实现完整的闭环控制；

所述Bladed通过其计算机载体的以太网网口与PLC的以太网组件基于TCP/IP的ADS协议进行通讯；PLC与RTDS通过各自的IO板卡通过模拟电信号进行通讯，实现了整个联合仿真平台数据的实时的双向通讯；

通讯用数据流为：Bladed、硬件测试模块、PLC、RTDS之间依次为双向流动；硬件测试模块作为Bladed与PLC之间的硬件接口，实现Bladed与PLC之间的数据交换；RTDS与PLC之间通过各自AO、AI互连，通过模拟电信号进行通讯;

闭环控制为：完整的传动链的模型建立在Bladed中，Bladed中的发电机实时转速ω_g通过PLC传递给RTDS后，直接作为RTDS中发电机的转速输入；RTDS中发电机实时转矩T_g通过通讯传递给Bladed，直接作为Bladed中当前的发电机转矩，从而形成完整的闭环控制。

2.根据权利要求1所述的大型风电机组实时运行控制联合仿真平台构建方法，其特征在于，联合仿真实现过程中，考虑到修改控制算法的方便性和灵活性，将主控制器集成在RTDS中，其接收来自Bladed的风速、转速信号，并根据RTDS中电气部分模型中采集到的变量，采用控制算法，实现变桨和变流器的控制。

3.一种大型风电机组实时运行控制联合仿真平台，其特征在于，所述平台包括安装有Bladed软件的计算机、RTDS和PLC，其中：

所述安装有Bladed软件的计算机，用于在Bladed中建立风电机组机械部分和气动部分模型；所述Bladed软件中自带硬件测试模块，硬件测试模块保证Bladed实时运行，并集成了多种通讯协议，是Bladed与其它设备数据交换的接口，借助于硬件测试模块，Bladed与PLC通讯并最终实现与RTDS通讯；

所述RTDS，用于建立风电机组电气部分的模型和变流器及变桨控制模型，其配套的GTAO和GTAI板卡通过模拟电信号与PLC通讯并最终实现与RTDS通讯；

所述PLC用于整个平台的通讯，将ADS协议传过来的Bladed的数据信号转化为PLC AO卡上经过标定的模拟电信号，并将PLC AI卡接收得到的标定的模拟电信号转化为数据信号；

上述RTDS是实时运行的，计算机性能足够的条件下Bladed内置的硬件测试模块保证Bladed实时运行，Bladed与RTDS之间通过PLC进行实时的变量交互和通讯，实现完整的闭环控制，且整个平台是实时运行的；

所述联合仿真平台在联合仿真实现过程中，数据实时传递，其中基本的数据流向是Bladed中的发电机实时转速ω_g通过PLC传递给RTDS后，直接作为RTDS中发电机的转速输入；RTDS中发电机实时转矩T_g通过通讯传递给Bladed直接作为Bladed中当前的发电机转矩，从而形成完整的闭环控制。

4.根据权利要求3所述的大型风电机组实时运行控制联合仿真平台，其特征在于，所述安装有Bladed软件的计算机，其中Bladed软件包括两部分：

Bladed计算主模块，其包括内建的风速模型和气动及机械部分模型，气动及机械部分模型包括风力机叶片、风力机气动模型、传动系统模型，机械部分模型包括塔架、机舱模型；

Bladed自带的硬件测试模块，该模块能够调用计算机的以太网网口进行通讯，计算机以太网网口与PLC的以太网网口之间通过网线和交换机互联，并以基于TCP/IP的Twincat ADS协议的方式进行通信。