仿真建模-上海电气MW级风机测试平台

风力发电产业的快速发展亟需稳定可靠的风机产品。通过仿真建模方式建设的风机测试平台作为一种风机研发设计和性能质量检验方法而倍受关注。本文研发设计了最高允许测试容量为3.6MW的双馈整机(DFIG)全功率测试平台,其采用了10kV中压并网电压和中压矩阵变频器,消除了常规测试台低电压并网的大电流弊端。文章重点讲述了测试平台仿真建模及研发设计关键技术,最后给出相关测试结果。     

基于软件的RFID系统设计仿真验证方法

为构建RFID技术研究及产品研发的测试环境,对RFID系统设计的验证测试技术与方法进行研究,提出了RFID系统映射建模仿真方法,开发了基于S／C模型与多线程的RFID系统设计的软硬件综合验证测试平台。     

基于传感器模型的安全计算机仿真系统

在安全计算机信号系统的研发与测试中,没有真实的传感器接入会带来测试难、验证难等问题。为此,设计一种基于传感器模型的轨道交通安全计算机平台仿真系统。以真实的传感器为模型基础进行传感器建模,控制真实的硬件输出,通过软硬件结合的方法为安全计算机平台提供真实的输入与输出。同时利用软件修改模型参数,模拟传感器故障,为安全计算机平台提供无损坏的故障注入。测试结果证明,该仿真系统能够有效验证安全计算机平台的安全性、可靠性与可用性,加快安全计算机平台的开发进程。     

风机变桨系统仿真研究

研究风力发电变桨控制系统,针对变桨参数影响安全问题,为了提高风机变桨系统抗扰能力使其稳定运行,提出而建立变桨系统的计算机模型并搭建变桨系统地面仿真平台.对变桨系统进行数学建模和分析变桨系统的扰动力矩,结合实际电动变桨系统的控制结构完成变桨系统的计算机建模并搭建变桨系统仿真平台.结果表明,变桨系统仿真分析设计控制参数,系统抗扰能力强、稳定性好.仿真结果证明可为实际应用提供参考.     

嵌入式软件仿真测试平台的建模环境设计

从嵌入式软件仿真测试平台的建模环境的特点出发,分析了嵌入式软件仿真测试平台中建模环境的功能和结构,提出了以体系结构为中心的仿真建模环境的设计方案.     

自适应光学仿真建模在SciSimu上的扩展

为了提高自主开发的组件建模与仿真平台SciSimu的自适应光学仿真和建模能力,将自适应光学系统码(CAOS)作为一个扩展添加到SciSimu。该文提出了一个使用接口库、自动管理和内置编译器实现扩展的设计原理。经过大量仿真项目的计算测试,证明该设计原理能让SciSimu具备自适应光学仿真能力,并且具有比CAOS更好的易用性和可扩展性。     

基于CIGS薄膜光伏电池的三相并网研究与仿真

针对光伏电池工程数学模型误差较大的问题,本文采用基于光伏电池物理等效电路模型对CIGS（铜铟镓硒）薄膜光伏电池阵列进行建模仿真,并采用牛顿插值算法对CIGS薄膜光伏电池阵列进行最大功率点跟踪,并网逆变器部分则采用直接电流控制策略,由此搭建仿真平台实现三相光伏并网仿真。仿真结果和数据表明了CIGS薄膜光伏电池阵列所建立模型的有效性和牛顿插值最大功率点跟踪算法的快速与准确性,以及直接电流控制策略的实用性。对CIGS薄膜光伏发电系统的工程分析和设计具有较高的参考价值。     

基于UE的水下机器人动态仿真平台设计与实现

仿生水下机器人需要大量的训练数据来模仿水下生物的各种任务；然而，真实物理环境中的高成本使得仿真成为应对这一挑战的可行工具；目前，多数的仿真平台对于仿真环境的设计较为简单，缺乏在保证模拟真实性的条件下构建大型复杂场景的能力；为了解决仿真平台环境建模能力的不足，提高仿真效果的可视化程度，采用虚幻引擎（Unreal Engine，UE）、AirSim和分布式算法仿真平台（Distributed Algorithm Simulation Platform, DASP）相结合的方案，设计了一款应用于仿生水下机器人的动态交互仿真测试平台；并通过LQR控制器控制仿生机器鱼跟踪目标轨迹对仿真平台的可视化和有效性进行了测试；仿真结果表明该仿真平台在交互性、真实性、可视化和仿真效果等方面表现出较高的优势。     

针对飞行器的Muti-Agent仿真测试床的设计与实现

飞行器的Muti-Agent测试床是研究多无人机协同算法的重要平台。首先基于HLA标准完成了测试床构架的总体设计,然后通过测试床软件体系结构设计、运行流程设计、接口设计3个方面完成了整个系统的详细设计,最后通过使用VC++作为开发工具,采用地形LOD、MAPX控件、飞行器系统建模等方法实现了针对飞行器的Muti-A-gent分布式三维仿真测试床。仿真实例表明,该系统具有较强的通用性和逼真性。     

RT—LAB在通用仿真与测试设备中的应用

介绍了RT—LAB软件及其特点,并利用其API接口函数设计了RT_STP仿真与测试平台,该平台集可视化建模、编译处理、试验控制、实时监控与数据分析等功能于一体,同时详细叙述了使用RT_STP平台开发RT—LAB应用的流程与方法。最后,将这种设计方法应用在通用仿真与测试设备的研制中,为先进飞控系统试验验证设计了一套完善的开环测试与闭环仿真、验收试验的通用试验环境。实践表明,基于RT—LAB的应用系统开发方便,实时性好,能够进行复杂的并行运算,而且具有通用性和型号无关性。     

双馈风电机组低电压穿越能力的应用研究

近几年来,风电机组容量快速增长,为了维持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全,对风电场提出低电压穿越的要求是必要的。低电压穿越要求是电力系统功率平衡与频率稳定的需要,也是局部电网电压稳定及电压恢复的需要。为最大限度减少大规模风电接入系统对电网的影响,对风电机组提出了更高的要求,即风电机组具有一定的低电压穿越能力。介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构,建立了双馈风电机组动态数学模型。以Matlab/Simulink为仿真应用平台搭建了系统仿真模型,结合风电场低电压穿越能力要求的相关标准规定,针对不同电网电压跌落的情况下,仿真应用研究了变速恒频风电机组的低电压穿越能力,仿真结果表明:双馈风电机组在电网电压跌落时满足继续并网运行的条件,且为电网电压恢复提供了无功功率,提供的无功功率大小与电网电压跌落程度有关。     

基于SIMULINK的同步直驱风力发电机并网控制研究

本文简要介绍了风力发电中并网控制要求和同步直驱风力发电机并网的控制原理，并针对同步直驱风力发电机的并网控制方式进行了讨论分析：在SIMULINK软件中按照分析的结果进行建模并实验，用SVPWMA方式实现了对输出电压的控制；仿真结果表明该种控制方法可以满足风力发电机的运行需要。     

低速直驱开关磁阻风力发电系统模拟装置研究与实现

分析开关磁阻电机的发电原理及其非线性模型,在MATLAB仿真平台上构建开关磁阻风力发电系统相应的仿真研究模型,设计一套基于DSP的低速直驱开关磁阻风力发电系统,实现低速直驱风力发电。实验和测试结果证明设计方案正确,系统运行可靠。     

变速恒频双馈异步风力发电机建模与仿真研究

变速恒频发电是一种全新高效发电方式,适用于风力发电等可再生能源开发利用。为了实现变速下调节系统的稳定性,根据双馈异步风力发电机原理,建立双馈异步发电机的数学模型,采用变速恒频风力发电机运行特点分析双馈异步发电机控制模型。在STAR-90仿真支撑平台上开发仿真算法,建立双馈异步发电机及其控制的仿真模型,通过仿真验证模型的有效性。仿真实验结果表明,模型能正确反映变速恒频双馈异步风力发电机的运行特性,对实际风电机组的仿真研究及运行分析具有参考意义。     

电网电压跌落下双馈风力发电机的动态响应

随着以双馈风力发电机为主体的大型风力发电机组在电网中所占比例的提高,电力系统对并网风力发电机在电网电压骤降故障下的不间断运行能力提出了更高的要求。分析了变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,建立了双馈风力发电机组的动态数学模型,搭建了双馈风力发电机组的仿真模型,仿真分析了不同电网故障下,变速恒频双馈风力发电机组的动态响应。利用1.5MW双馈风力发电机进行了不同电网电压跌落下的试验,试验结果验证了系统在电网电压跌落故障下的动态响应特性。     

基于SVG的风电场接入局域电网的电压稳定性分析

研究了用静止无功发生器(SVG)改善基于双馈感应发电机组的风电场的暂态电压稳定性。在DIgSILENT/PowerFactory中建立了双馈感应发电机组及SVG控制模型,通过包含风电场的电力系统仿真,验证了SVG对风电场暂态电压稳定性的作用。仿真结果表明,SVG能够有效地帮助风电场在电网发生故障后迅速恢复电压,提高风电场的故障穿越能力,确保风电机组连续运行及电网安全稳定。     

静止无功发生器在风电场电网中的应用研究

分析并比较了晶闸管控制电抗器型无功补偿装置和静止无功发生器的动态响应时间和谐波特性,得出静止无功发生器动态响应速度更快、谐波含量更低的结论;对静止无功发生器在风电场电网正常运行和发生三相接地短路故障时的应用情况进行了仿真研究,结果表明,静止无功发生器可在风电场电网正常运行时降低输电线路损耗、抑制并网点电压的波动和闪变,在电网发生短路故障时增强风机低电压穿越能力;在某风电场通过断开静止无功发生器端子排上330kV母线PT空气开关来模拟电网三相接地短路故障,测试结果证明,静止无功发生器能够在较短的时间内达到最大容性无功输出,提高了电网运行的稳定性。     

风电并网对系统稳定性及紧急控制策略影响的仿真分析

在DIgSILENT软件中建立异步风电机组和双馈感应风电机组模型,以新疆某地区实际电网为例,分析比较了两种不同风机并网对电力系统电压和频率稳定的影响,同时,研究了两种风机并网前后对电力系统紧急控制策略的影响。仿真结果表明:当电网发生扰动时,双馈感应风机频率响应不明显;但在电网扰动影响电压稳定时,双馈感应电机能够提高一定的电压稳定性;当电网发生大扰动,采取紧急控制策略后电网的稳定性不如电网未接入风电时电网采取紧急控制策略后的稳定性。     

新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略研究

针对由于风能的不确定性、风力发电机的大惯性以及风力发电系统的响应延迟性等造成的风力发电机输出有功功率在一定范围内有波动的问题,提出了一种新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略。该控制策略在全风速范围内采用变浆与变速协调控制策略,并在其基础上增加了一个有功功率误差控制环节,将转子电压辅助控制指令值作为反馈量加入原来的转子电压控制指令值,通过控制SPWM脉冲发生器来实现风力发电机定子输出有功功率的平滑控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,与传统有功功率控制策略相比,该新型有功功率平滑控制策略有效抑制了双馈风力发电机输出有功功率的波动。     

双馈感应风力发电机组的非线性变结构空载并网控制策略

采用矢量控制结合PI控制来实现双馈感应发电机并网时,电机的各种磁链以及电压电流交叉耦合补偿部分都会降低电网电压跟踪的速度,使动态响应性能不够理想,令超调量增大.本文采用变结构控制与全状态反馈线性化解耦相结合的控制策略,来控制双馈感应发电机组的空载并网过程.在MATLAB仿真模型基础上,从空载并网时发电机定子电压对电网电压的跟踪、并网过渡过程中定转子电流变化情况,和并网后功率调节和最大风能捕获这3个阶段进行了仿真分析.最后将非线性变结构控制器与传统矢量控制外加PI调节控制的仿真结果进行了对比分析.结果表明,采用全状态反馈线性化变结构控制的双馈感应风力发电机组,可以实现发电机的平滑并网,并网效果较好,定子电流对电网冲击小,转子电流实现比较平稳的过渡.并网后,发电机能够有效地进行最大风能捕获,实现变速恒频发电和有功、无功功率的独立调节控制.通过与传统矢量控制的比较分析,可以看出,双馈感应风力发电机组采用状态反馈精确线性化变结构控制器比传统矢量PI控制器对电网电压跟踪速度更快,动态响应更快速、调节时间和超调量更小.