[发明专利]一种基于VSG的风电并网半实物仿真系统

权利要求书

1.一种基于VSG的风电并网半实物仿真系统，包括实际风电并网系统和基于VSG的电网仿真系统，其特征在于：实际风电并网系统包括原动机（1），原动机（1）的控制输入和风机主控系统（6）的第一输出连接，原动机（1）的输出端直接与PMSG（2）的输入端连接，PMSG （2）的输出端与机侧变流器（3）的输入端连接，机侧变流器（3）的输出端与网侧变流器（4）的输入端连接，机侧变流器（3）、网侧变流器（4）、PMSG （2）通过变流器控制系统（5）实现控制，变流器控制系统（5）和风机主控系统（6）的第二输出/输入双向连接，网侧变流器（4）的输出端与变压器（7）的输入端连接，变压器（7）的输出端与并网点B₁^’的第一输入端双向连接，并网点B₁^’的第一输出端与负载（8）连接，并网点B₁^’的第二输入端与并网点模拟器（9）的第一输出/输入端双向连接，并网点模拟器（9）的第二输出端与受控源（10）的输入端S连接，受控源（10）的+输出端与并网点B₁的第一输入端连接，受控源（10）的-输出端接地，并网点B₁的输出端与并网点模拟器（9）的输入端连接，并网点B₁的第二输入端与线路阻抗（11）的输出端连接，线路阻抗（11）的输入端与母线（B₀）连接，母线（B₀）与LCL滤波器（13）的输出端双向连接，LCL滤波器（13）的输入端与逆变器（15）的输出端连接，电压电流信号采集单元（12）对母线（B₀）的电压电流信号进行采集后，电压电流信号采集单元（12）的输出端与控制器（14）的输入端连接，控制器（14）的输出端与逆变器（15）的第二输入端连接，逆变器（15）的第一输入端与直流电源（16）的输出端连接；

原动机（1）、PMSG（2）、机侧变流器（3）、网侧变流器（4）、变流器控制系统（5）、风机主控系统（6）、变压器（7）、负载（8）、并网点模拟器（9）连接构成实际风电并网系统；受控源（10）、线路阻抗（11）、电压电流信号采集单元（12）、LCL滤波器（13）、控制器（14）、逆变器（15）、直流电源（16）连接构成基于VSG的电网仿真系统；

所述的并网点模拟器（9）一方面将电网仿真系统输出的并网点电压信号转换为模拟量输出，并由并网点电压模拟器放大，作为实际风电并网系统的并网电压；另一方面将实际风电并网系统输出的并网电流信号通过模拟量输入传送回基于VSG的电网仿真系统中，作为数字电力系统中风电并网点的注入电流，从而实现实际风电并网系统和数字电力系统并网点界面上的电压、电流的控制和反馈。

2.根据权利要求1所述的一种基于VSG的风电并网半实物仿真系统，其特征在于：所述的变流器控制系统（5）根据风机主控系统（6）的指令，一方面控制PMSG （2）转矩，实现风能的最大功率跟踪，另一方面稳定直流电压，控制并网电流质量及无功功率。

3.根据权利要求1所述的一种基于VSG的风电并网半实物仿真系统，其特征在于：所述的风机主控系统（6）由监控系统、主控系统、变桨控制系统以及变频系统组成，对原动机（1）进行监控、自动调节以及实现最大风能的捕捉。

4.根据权利要求1所述的一种基于VSG的风电并网半实物仿真系统，其特征在于：所述的受控源（10）作为并网点风力发电注入电流，等效为风电并网系统的作用，受实际风力发电并网电流控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于VSG的风电并网半实物仿真系统，其特征在于：所述的电压电流信号采集单元（12）是对并网端口的电压电流信号进行采集和转换。

6.根据权利要求1所述的一种基于VSG的风电并网半实物仿真系统，其特征在于：所述的LCL滤波器（13）为了滤除并网电流中含有的大量谐波，改善电能质量。