本技术旨在解决现有惯量补偿策略下风力机模拟器模拟大惯量风力机时转速异常波动的问题,提出了一种新的前馈偏差抑制技术。该方法首先建立风力机模型,然后通过前馈控制减少偏差,有效提升转动惯量,改善模拟效果。
背景技术
风力机模拟器是用来模拟实际风力机的风机特性,包括实际风机的慢机械动态特性、电磁动态特性等。随着风电机组的单机容量逐渐增大,风电企业为开发不同型号、应用于不同场景的风力机,必须进行充分的条件验证以及性能测试。
然而依靠实际风电场开展相关风电机组测试不仅成本增加,还存在安全系数低、测试周期长、受自然环境影响限制、系统稳定控制难以保证等问题。虽然一些科研单位、实验室具有风电系统开发测试的设施,但是也受到气候条件、场地、资金等问题的限制,几乎不具备构建实际风力机实验系统,甚至是WM级的大型风力机测试系统的能力。因此通常需要构建一整套风力机模拟器来代替实际风力发电机组,开展对实际风力机的测试研究,既保障研究人员的安全、降低开发成本,又使得在实验室内就可以实现风电机组的发电、并网控制等功能测试,极大地便捷了科研人员在风力机控制、风力机发电领域的技术开发研究。
现有的风力机模拟器所应有的惯量补偿策略,通过在传动链增加惯量补偿回路,采用微分法求取转速加速度来计算补偿转矩,但是由于加速度的求取存在一步的加速度时滞,并且实际的实验系统也存在通讯时滞,因此采用k0+1阶滤波器的惯量补偿策略抑制时延影响。考虑到现有的风电机组,尤其是风电企业的MW级全功率风电机组,其转动惯量已经超过1000kgm2,其转动惯量通过比例缩放在KW级小功率动模平台上的倍数也将达百倍。然而应用该惯量补偿策略的风力机模拟器,虽能够模拟一定倍数于自身转动惯量的实际风力机的机械动态,但是包括现有各类惯量补偿策略的模拟器却都无法实现对百倍于自身转动惯量风力机机械动态的准确模拟。因此,亟需提出一种能够大幅度提升模拟器模拟转动惯量倍数的补偿方法。
实现思路