上海熠速许为：基于Speedgoat实时仿真平台的风机系统算法开发与测试

2020年10月14日-16日，2020北京国际风能大会暨展览会（CWP 2020）在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京，本届大会以“引领绿色复苏，构筑更好未来”为主题，聚焦中国能源革命的未来。能见App全程直播本次大会。

在15日下午召开的学术发布会上。上海熠速信息技术有限公司电气化仿真高级经理许为作为代表发言。

以下为发言实录：

许为：我要分享的是风电变流器控制系统开发的挑战，进行核心控制算法的开发以及如何进行控制算法的测试与验证，最后做一个总结。

先讲一下风电变流器控制系统开发的挑战，因为IEC61400-21-2019，对于电网质量和适应性在测试的项目里相对于原来又增加了一些内容，还新增了一个61400-21-3的，关于谐波方面的评估，当然这是一个技术报告，还没有变成一个标准。

基于这些前提，对于整个风电变流器开发的话，我们怎么应对这些挑战。现在这种核心控制算法开发都是基于模型开发的微流程，首先进行系统仿真，然后再进行快速控制原形的验证，完了再把控制算法直接下载到控制器，控制器研发完成了之后可以做一个硬件在环测试，再做真正的入网检测，大概是五个步骤。

对刚才的流程做更加详细描述，需求来了之后，先把电气的模型，电网，变流器，风机搭建好，包括控制器做一个离线仿真，然后再放到刚才说的做实时仿真。做离线仿真之后，先搭建控制器的模型、电网、双溃风机，还有扭矩直击电机，还有负载的模型，形成一个闭环，控制整个风力发电机组的有功和无功。

这是一个比较细化的图，这是电机模型，包括是背靠背分流器的模型，电网的模型，搭建完了之后再做控制器的设计，来确定整个PI的参数，看整个动态响应的效果，做完之后可以测试一下低川是不是能够满足要求，也有一个模块来评判无功的时间是不是都是可以的。

然后在离线环境下面做完，可以把控制算法，生成C代码或者HD1代码下载到控制器下，控制一台实际的风机来进一步验证控制算法是不是能够满足要求，有一个算位机来进行监控。

这是用的我们公司一个产品，英国做的一个案例，控制了一台无刷的装柜风机，然后对算法进行验证了，这个要把像电网变流器以及负载的模型下载到实时仿真机，控制算法也下载到控制器里面，两个形成一个闭环的测试，就是测试一个电流的波形，开关频率是20K，因为现在仿真是一个微米，像这些电气模型放在FPGI里面去运行的，所以它都在一个微米或者微秒以下，尤其是对电流谐波一个反应的情况。

这是刚才说到的模型，怎么样最终下载到一个流程，首先你搭建了你的电网和风电机组的模型，通过这个把一个电气模型转换成状态分成，再把状态分成下载到IPGA的一个模型，这是新能源电科院的案例，针对海上风电的一个电机，仿真用到的一些参数，一个4.5兆瓦的一个电机，更新布查是2兆，这是我们搭建的模型，背靠背的模型，这是当时测试的图片，这是他们的控制器，那些电网以及他们风机的模型在实时仿真机里面来运行的，这是测试的一个波形、电流、电压、输入的电压、输出的电流、电机测、直流电压，有6个电流，这是A线和B线的，C线B线，F线的电流，电流展开的波形，因为我们是在FPG里面来反映电流的波形，所以这个可以反映出PDM的谐波，如果要对整个谐波来做评估的话，这样的仿真结果是非常准确的。

这是电机侧的一个电流，能够反映出电流纹波的情况。我们还做了一个风场的，在一个4核的处理器里面，来仿真一个风场的，50个微秒以内也可以仿真60个机组的情况。

最后做一个总结，现在IEC61400标准对整个风电机组一个测试，包括谐波这一块提出了更高的要求，针对这个我们可能通过这种离线仿真以及实时仿真的手段，对这些要求，先进行提前的验证，不要等到你说我真正去做并网测试的时候发现这个东西不满足要求，这个代价就很大了。先通过这种实时仿真的手段把性能指标进行一个验证，这样可以节省大量的空间和时间的成本。刚才可能会用到一些硬件和软件的配置，如果你要做一个风电机组的控制可能需要一个软件，下面这些硬件和软件，如果你要做一个模拟单台风机测试的话，可能需要一个软硬件的配置，我的报告就到这里，谢谢大家的聆听，可以关注一下微信公众号。

（根据速记整理，未经本人审核）