一种风电机组经柔直并网测试装置及实时仿真方法与流程

allin2025-12-24  26


本发明涉及新能源并网与控制,并且更具体地,涉及一种风电机组经柔直并网测试装置及实时仿真方法。


背景技术:

1、随着沙戈荒大规模风电基地和深远海风电的发展和建设,柔性直流送出已成为风电并网送出的重要形式之一。风电经柔性直流送出时,系统特征与经常规交流送出存在较大差异,且风电经柔性直流系统运行受风电机组和柔性直流共同影响。

2、因此,为准确测试风电机组的并网特性,应对柔性直流送出系统的运行特性进行精确模拟,急需一种风电机组经柔直并网测试装置及对应的实时仿真方法。


技术实现思路

1、本发明提出一种风电机组经柔直并网测试装置及实时仿真方法,以解决如何进行风电机组经柔直并网测试的问题。

2、为了解决上述问题,根据本发明的一个方面,提供了一种风电机组经柔直并网测试装置,所述装置包括:实时仿真单元和功率放大单元;其中,

3、所述实时仿真单元,用于对柔性直流送出系统的运行特性进行模拟,计算得到并网点电压参考值,并发送至所述功率放大单元;

4、所述功率放大单元,用于基于所述并网点电压参考值,将需求的并网点电压放大至与被试风电机组相匹配的电压等级,以供被试风电机组开展并网测试。

5、优选地,其中所述实时仿真单元,包括:送端换流站仿真模块、受端换流站仿真模块、送端换流站控制模块、受端换流站控制模块和受端电网仿真模块;其中,

6、所述送端换流站仿真模块,与所述送端换流站控制模块相连接,用于对柔性直流送出系统中的送端的模块化多电平换流器一次拓扑进行实时仿真;

7、所述受端换流站仿真模块,与所述受端换流站控制模块相连接,用于对柔性直流送出系统中的受端的模块化多电平换流器一次拓扑进行实时仿真;

8、所述送端换流站控制模块,用于从送端换流站仿真模块中采集三相瞬时电压、电流信号,并发送控制指令至送端换流站仿真模块,以对送端模块化多电平换流器的控制系统进行实时仿真;

9、所述受端换流站控制模块,用于从受端换流站仿真模块中采集三相瞬时电压、电流信号和直流电压信号,并发送控制指令至受端换流站仿真模块,以对受端模块化多电平换流器的控制系统进行实时仿真;

10、所述受端电网仿真模块,用于对风电机组经柔性直流送出受端交流电网进行实时仿真。

11、优选地,其中所述功率放大单元,包括:整流侧变换器、逆变侧变换器和功率放大单元控制器;其中,

12、所述整流侧变换器,用于将电网电压转换为直流电压;

13、所述逆变侧变换器,用于将所述直流电压再转换为交流电压输出至被试风电机组并网点;

14、所述功率放大单元控制器,用于控制所述整流侧变换器实现电网电压至直流电压的转换,并基于实时仿真单元中送端换流站仿真模块的控制信号,控制所述逆变侧变换器实现所需交流电压的输出。

15、优选地,其中所述功率放大单元控制器,还用于将被试风电机组输出至逆变侧变换器的三相电流发送至实时仿真单元的送端换流站仿真模块,以在实时仿真单元中完成闭环仿真和计算。

16、优选地,其中所述整流侧变换器和逆变侧变换器,采用基于igbt的h桥级联或基于igct的三电平全桥级联结构。

17、根据本发明的另一个方面,提供了一种基于如上所述的风电机组经柔直并网测试装置的实时仿真测试方法,所述方法包括:

18、利用所述送端换流站仿真模块对柔性直流送出系统中的送端的模块化多电平换流器一次拓扑进行实时仿真;

19、利用所述受端换流站仿真模块对柔性直流送出系统中的受端的模块化多电平换流器一次拓扑进行实时仿真;

20、利用所述送端换流站控制模块从送端换流站仿真模块中采集三相瞬时电压、电流信号,并发送控制指令至送端换流站仿真模块,以对送端模块化多电平换流器的控制系统进行实时仿真;

21、利用所述受端换流站控制模块从受端换流站仿真模块中采集三相瞬时电压、电流信号,并发送控制指令至受端换流站仿真模块,以对受端模块化多电平换流器的控制系统进行实时仿真;

22、利用所述受端电网仿真模块对风电机组经柔性直流送出受端交流电网进行实时仿真。

23、优选地,其中所述功率放大单元,包括:整流侧变换器、逆变侧变换器和功率放大单元控制器;其中,

24、利用所述整流侧变换器将电网电压转换为直流电压;

25、利用所述逆变侧变换器将所述直流电压再转换为交流电压输出至被试风电机组并网点;

26、利用功率放大单元控制器控制所述整流侧变换器实现电网电压至直流电压的转换,并基于实时仿真单元中送端换流站仿真模块的控制信号,控制所述逆变侧变换器实现所需交流电压的输出。

27、优选地,其中所述方法还包括:

28、利用功率放大单元控制器将被试风电机组输出至逆变侧变换器的三相电流发送至实时仿真单元的送端换流站仿真模块,以在实时仿真单元中完成闭环仿真和计算。

29、优选地,其中所述整流侧变换器和逆变侧变换器,采用基于igbt的h桥级联或基于igct的三电平全桥级联结构。

30、本发明提供了一种风电机组经柔直并网测试装置及实时仿真方法,包括:实时仿真单元,用于对柔性直流送出系统的运行特性进行模拟,计算得到并网点电压参考值,并发送至所述功率放大单元;功率放大单元,用于基于所述并网点电压参考值,将需求的并网点电压放大至与被试风电机组相匹配的电压等级,以供被试风电机组开展并网测试。本发明能够在被试风电机组并网点构造柔性直流送出系统运行特征,对柔性直流送出系统的运行特性进行精确模拟,通过对测试过程的在线采集和分析,实现对风电机组经柔性直流送出时的并网特性进行试验与检测。



技术特征:

1.一种风电机组经柔直并网测试装置,其特征在于,所述装置包括:实时仿真单元和功率放大单元;其中,

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述实时仿真单元,包括:送端换流站仿真模块、受端换流站仿真模块、送端换流站控制模块、受端换流站控制模块和受端电网仿真模块;其中,

3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述功率放大单元,包括:整流侧变换器、逆变侧变换器和功率放大单元控制器;其中,

4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述功率放大单元控制器,还用于:

5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述整流侧变换器和逆变侧变换器,采用基于igbt的h桥级联或基于igct的三电平全桥级联结构。

6.一种基于权利要求1-5中任一项所述的风电机组经柔直并网测试装置的实时仿真测试方法,其特征在于,所述方法包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述实时仿真单元,包括:送端换流站仿真模块、受端换流站仿真模块、送端换流站控制模块、受端换流站控制模块和受端电网仿真模块;其中,

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述功率放大单元,包括:整流侧变换器、逆变侧变换器和功率放大单元控制器;其中,

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述整流侧变换器和逆变侧变换器,采用基于igbt的h桥级联或基于igct的三电平全桥级联结构。


技术总结
本发明公开了一种风电机组经柔直并网测试装置及实时仿真方法,包括:实时仿真单元,用于对柔性直流送出系统的运行特性进行模拟,计算得到并网点电压参考值,并发送至功率放大单元;功率放大单元,用于基于所述并网点电压参考值,将需求的并网点电压放大至与被试风电机组相匹配的电压等级,以供被试风电机组开展并网测试。本发明能够在被试风电机组并网点构造柔性直流送出系统运行特征,对柔性直流送出系统的运行特性进行精确模拟,通过对测试过程的在线采集和分析,实现对风电机组经柔性直流送出时的并网特性进行试验与检测。

技术研发人员:齐琛,秦世耀,王瑞明,代林旺,陈晨,毕然,张利,王文卓,徐婷,杜慧成,谢健
受保护的技术使用者:中国电力科学研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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