风电机组控制器硬件在环系统(HILS)是一种半实物仿真系统,该系统通过在仿真系统的回路中接入部分实物,进行实时仿真,可对控制器的控制算法进行快速的实验验证。
该系统主要分为三部分:一是主控系统硬件,二是被控对象即风电机组模型及其仿真软件,三是通讯接口。仿真软件通过通讯接口接收主控PLC的指令并快速计算出机组各系统的响应(如转速、变桨参数、偏航参数等),通过通讯接口再反馈给主控PLC。
根据仿真测试的需要,系统具有与外围器件或实物子系统的接口,以便于完成更多更丰富的测试实验,比如变桨电机、偏航电机、变流器、液压制动及润滑系统等。该系统作为具备开放性的单机仿真,可以通过通信网络建立群机仿真系统,实现对风电场级别功率控制策略的实验验证。该仿真系统在实时动态仿真的基础上,还可实现对机组系统运动的虚拟现实显示,获得直观逼真的视觉效果。
因此,该系统可在风电机组技术研究、产品研发、测试、实验教学等不同应用领域使用,能快速地技术进行实验和验证。
主控PLC:主流厂家(巴赫曼/倍服/西门子等)
风电机组仿真模型及仿真软件
状态监控软件HMI
外围器件信号模拟系统
正常工况仿真:根据设计标准如IEC61400系列/GL风电认证规范对工况的要求设置工况,并执行仿真;
故障工况仿真:验证主控系统及安全链的控制逻辑,研究不同逻辑对机组动态性能的影响;
主控制算法验证:对影响机组载荷及发电性能的功率控制及转矩控制等算法实施验证;
子系统测试验证:包括对变桨系统、偏航系统、变流器等控制程序的试验验证;
风电场功率控制验证:对虚拟风电场对象实施功率控制算法的研究和验证。