基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统的制作方法

1.本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统。

背景技术：

2.随着区域能源清洁低碳转型步伐加快，大规模新能源发电快速发展，电力系统动态特性由传统火电机组主导的机电暂态过程逐步向高比例新能源与传统火电机组共同影响的电磁-机电暂态过程转变。因此，深入研究新能源机组的涉网特性及其与电网的动态交互作用，对大电网的安全稳定运行具有重要意义。
3.硬件在环测试是指针对实际控制器装置及被控对象建立闭环测试回路，使得控制器可以接收被控对象的状态并发出控制指令，然后得到被控对象的反馈状态量并再此发出控制指令的过程。目前对于新能源领域的双馈风机变流器控制参数的硬件在环测试研究不是很多，申请公布号为cn106199193a的发明专利公开了一种双馈风机阻抗硬件在环测试系统及方法，其公开了通过修改小信号电压源和频率的设置，来改变外部电源的谐波特征，由此激励并获取双馈风机相应的谐波电流响应，以此获得不同频率点下风机的阻抗特性。但是该发明并不能实现风机变流器控制器的分环节输入小信号阶跃，因此无法展开对于双馈风机控制参数的辨识测试。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，以解决上述提及的至少一个问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下方案：
6.根据本发明的第一方面，本发明实施例提供了一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，所述系统包括：仿真平台、小信号叠加及保持模块、风电机组变流器控制器硬件装置和上位机，所述上位机分别和所述仿真平台、所述小信号叠加及保持模块及所述风电机组变流器控制器硬件装置相连接，所述小信号叠加及保持模块还分别和所述仿真平台及所述风电机组变流器控制器硬件装置相连接，所述风电机组变流器控制器硬件装置还和所述仿真平台相连接，其中：所述仿真平台用于仿真模拟双馈风机并网运行模型；所述上位机用于对所述仿真平台中的双馈风机并网运行模型结构及参数进行修改、实现双馈风机并网运行模型的编译及启动，以及用于对所述风电机组变流器控制器硬件装置下发控制指令，实现双馈风机变流器的顺序启动及并网运行，还用于控制所述小信号叠加及保持模块实现分环节小信号阶跃。
7.优选的，本实施例上述系统中的仿真平台包括：风力发电机模块、异步电机模块、机侧变流器模块、网侧变流器模块、箱式升压变压器模块以及交流电网等效模块，所述风力发电机模块、所述异步电机模块、所述箱式升压变压器模块及所述交流电网等效模块依次相连，所述机侧变流器模块分别和所述异步电机模块及所述网侧变流器模块相连，所述网
侧变流器模块和所述箱式升压变压器模块相连。
8.优选的，本实施例上述系统还包括模拟量输出板卡、数字量输出板卡及数字量输入板卡，所述模拟量输出板卡分别和所述仿真平台及所述小信号叠加及保持模块相连，所述数字量输出板卡及所述数字量输入板卡分别和所述仿真平台及所述风电机组变流器控制器硬件装置相连，其中：所述模拟量输出板卡将双馈风机并网运行模型的网侧三相电压和/或电流、直流母线电压、机侧三相电压和/或电流及高频转速编码器脉冲信号输出给所述小信号叠加及保持模块；所述数字量输出板卡将定子侧并网开关、网侧变流器并网开关的分合状态量输出给所述风电机组变流器控制器硬件装置；所述数字量输入板卡将变流器高频脉冲触发信号及开关控制信号输入给双馈风机并网运行模型。
9.优选的，本实施例上述系统中小信号叠加及保持模块包括：直通量通道、阶跃通道、功率保持通道和信号保持通道，所述直通量通道用于将输入模拟量直接进行输出，所述阶跃通道用于将输入模拟量进行分环节小信号阶跃后进行输出，所述功率保持通道用于保证输出信号的功率与输入模拟量功率保持不变，所述信号保持通道用于使得当前经过信号保持通道的输出信号与指定t0时刻前输入到小信号叠加及保持模块的输入模拟量信号幅值、相位及频率保持相同。
10.优选的，本实施例上述系统中上位机根据仿真需求控制输入模拟量进入所述直通量通道、阶跃通道、功率保持通道或信号保持通道内。
11.优选的，本实施例上述系统中阶跃通道包括第一信号分解子模块、小信号阶跃子模块和信号合成子模块，所述第一信号分解子模块、所述小信号阶跃子模块和所述信号合成子模块依次相连接，其中：所述第一信号分解子模块用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位；所述小信号阶跃子模块用于根据所述上位机设定的阶跃幅值a％、阶跃时刻t0及阶跃方向，在t0时刻将模拟量信号实现a％的幅值上阶跃或下阶跃；所述信号合成子模块用于将不同频率的信号进行叠加合成后输出。
12.优选的，本实施例上述系统中上位机通过控制输入模拟量在所述直通量通道、阶跃通道、功率保持通道和信号保持通道间切换来实现双馈风机变流器控制参数的辨识测试。
13.优选的，本实施例上述系统中双馈风机变流器控制参数的辨识测试包括网侧变流器d轴电流内环参数辨识及直流电压外环参数辨识。
14.优选的，本实施例上述系统中，当双馈风机变流器控制参数的辨识测试为网侧变流器d轴电流内环参数辨识时，实现过程如下：通过所述上位机将所述小信号叠加及保持模块中的直流电压模拟量由直通量切换至信号保持量，将网侧变流器采样三相交流电流模拟量由直通量切换至需阶跃量，设定阶跃幅值为a％(a≤10)、阶跃频率为50hz、阶跃方向为上或下阶跃；在t0时刻通过所述上位机实现直流电压模拟量信号保持以及网侧变流器采样三相交流电流模拟量在设定阶跃方向上阶跃，记录网侧变流器采样三相交流电流模拟量的阶跃波形；基于电网侧电源相角对网侧变流器采样三相交流电流模拟量进行dq分解，得到其dq坐标下d轴和q轴电流的阶跃波形，基于所述d轴和q轴电流的阶跃波形的上升时间、调整时间、峰值时间以及超调量，辨识d轴电流内环比例系数kp及积分系数ki。
15.优选的，本实施例上述系统中，当双馈风机变流器控制参数的辨识测试为直流电压外环参数辨识时，实现过程如下：通过所述上位机将所述小信号叠加及保持模块中网侧
变流器采样三相交流电流模拟量由需阶跃量切换直通量，将直流电压模拟量由信号保持量切换至需阶跃量，同时设定阶跃幅值为b％(b≤10，且需保证阶跃后直流电压幅值不会满足直流母线chopper电路启动条件)、阶跃频率为0hz、阶跃方向为上或下阶跃；在t0时刻通过所述上位机实现直流电压模拟量信号在设定阶跃方向上阶跃，记录直流电压阶跃波形，基于所述直流电压阶跃波形的上升时间、调整时间、峰值时间以及超调量，辨识直流电压外环比例系数kp以及积分系数ki。
16.优选的，本实施例上述系统中功率保持通道包括第二信号分解子模块、第一信号保持子模块和功率保持子模块，所述第一信号保持子模块分别和所述第二信号分解子模块及所述功率保持子模块相连接，所述功率保持子模块还和所述小信号阶跃子模块相连接，其中：所述第二信号分解子模块块用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位；所述第一信号保持子模块用于根据所述上位机的指令信号，将所述第二信号分解子模块输出的各个频率点的幅值及相位进行存储、保存及合成，使得当前经过所述第一信号保持子模块的输出信号与t0时刻输入到所述小信号叠加及保持模块的模拟量输入信号保持相同；所述功率保持子模块用于使得经过所述功率保持通道的输入模拟量信号的功率值保持不变，以及使得需阶跃模拟量进行小信号阶跃后其相应的功率值保持不变。
17.优选的，本实施例上述系统中信号保持通道包括第三信号分解子模块和第二信号保持子模块，所述第三信号分解子模块和所述第二信号保持子模块相连接，其中：所述第三信号分解子模块用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位；所述第二信号保持子模块用于根据所述上位机的指令信号，将所述第二信号分解子模块输出的各个频率点的幅值及相位进行存储、保存及合成，使得当前经过所述第一信号保持子模块的输出信号与t0时刻输入到所述小信号叠加及保持模块的模拟量输入信号保持相同。
18.优选的，本实施例上述系统中仿真平台为实时数字仿真系统rtds平台。
19.本发明所提出的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，可以通过上位机来控制仿真平台中双馈风机并网运行模型输出的模拟量附加小信号叠加及保持模块，使得测试者可以通过人工编程或者手动划分风机控制器输入模拟量是否发生阶跃，从而实现风机变流器控制器的分环节输入小信号阶跃，且可以通过小信号阶跃完成双馈风机变流器控制参数的辨识测试。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
21.图1是本技术实施例提供的一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统的结构示意图；
22.图2是本技术实施例提供的仿真平台的结构示意图；
23.图3是本技术另一实施例提供的一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统的结构示意图；
24.图4是本技术实施例提供的一种小信号叠加及保持模块的结构示意图。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
26.如图1所示为本技术实施例提供的一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统的结构示意图，该系统包括：仿真平台100、小信号叠加及保持模块200、风电机组变流器控制器硬件装置300和上位机400，由图1可见，上位机400分别和仿真平台100、小信号叠加及保持模块200及风电机组变流器控制器硬件装置300相连接，小信号叠加及保持模块200还分别和仿真平台100及风电机组变流器控制器硬件装置相连接300，且风电机组变流器控制器硬件装置300还和仿真平台100相连接。
27.在本实施例中，上述仿真平台100用于仿真模拟双馈风机并网运行模型，其是按照厂家提供的实际参数所建立的双馈风机并网运行模型，优选的，在本实施例中可以通过实时数字仿真系统(实时数字仿真系统(real time digital simulation system，rtds)rtds)来构建该仿真平台100。
28.优选的，如图2所示，该仿真平台100可以包括：风力发电机模块110、异步电机模块120、机侧变流器模块130、网侧变流器模块140、箱式升压变压器模块150以及交流电网等效模块160，其中风力发电机模块110、异步电机模块120、箱式升压变压器模块150及交流电网等效模块160依次相连，机侧变流器模块130则分别和异步电机模块120及网侧变流器模块140相连，且网侧变流器模块140和箱式升压变压器模块150相连，其可以模拟系能源风力发电并网运行的情形。
29.上位机400用于对仿真平台100中的双馈风机并网运行模型结构及参数进行修改、实现双馈风机并网运行模型的编译及启动，以及用于对风电机组变流器控制器硬件装置300下发控制指令，实现双馈风机变流器的顺序启动及并网运行，还用于控制小信号叠加及保持模块200来实现分环节小信号阶跃。
30.如上所述，本发明所提出的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，可以通过上位机来控制仿真平台中双馈风机并网运行模型输出的模拟量附加小信号叠加及保持模块，使得测试者可以通过人工编程或者手动划分风机控制器输入模拟量是否发生阶跃，从而实现风机变流器控制器的分环节输入小信号阶跃，且可以通过小信号阶跃完成双馈风机变流器控制参数的辨识测试。
31.如图3所示为本技术另一实施例提供的一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统的结构示意图，由图3可见，本系统还包括模拟量输出(gtao)板卡510、数字量输出(gtdo)板卡520及数字量输入(gtdi)板卡530，该gtao板卡分别510和仿真平台100及小信号叠加及保持模块200相连，gtdo板卡520及gtdi板卡530都分别和仿真平台100及风电机组变流器控制器硬件装置300相连。
32.该gtao板卡510将仿真平台100中双馈风机并网运行模型的网侧三相电压和/或电流、直流母线电压、机侧三相电压和/或电流及高频转速编码器脉冲信号输出给小信号叠加及保持模块200，其模拟量输出即为小信号叠加及保持模块200的输入模拟量。
33.gtdo板卡520将定子侧并网开关、网侧变流器并网开关的分合状态量(数字量)输出给风电机组变流器控制器硬件装置300。
34.gtdi板卡530将风电机组变流器控制器硬件装置300输出的变流器高频脉冲触发信号及开关控制信号输入给双馈风机并网运行模型。
35.优选的，本实施例中小信号叠加及保持模块200可以包括直通量通道、阶跃通道、功率保持通道和信号保持通道四种通道，其中直通量通道用于将输入模拟量(即gtao板卡510的输出量)直接进行输出，阶跃通道用于将输入模拟量进行分环节小信号阶跃后进行输出，功率保持通道用于保证输出信号的功率与输入模拟量功率保持不变，信号保持通道用于使得当前经过信号保持通道的输出信号与指定t0时刻输入到小信号叠加及保持模块的输入模拟量信号保持相同。
36.在本实施例中，可以由上位机400来根据仿真需求控制输入模拟量来进入上述直通量通道、阶跃通道、功率保持通道或信号保持通道内。具体来说，可以根据仿真需求将输入模拟量分为需阶跃量、功率保持量、信号保持量和直通量，当输入模拟量为需阶跃量时，上位机400控制输入模拟量进入阶跃通道；当输入模拟量为功率保持量时，上位机400控制输入模拟量进入功率保持通道；当输入模拟量为信号保持量时，上位机400控制输入模拟量进入信号保持通道；当输入模拟量为直通量时，上位机400控制输入模拟量进入直通量通道。
37.如图4所示为本技术实施例提供的一种小信号叠加及保持模块的结构示意图，由图4可见，输入的四种模拟量，即需阶跃量、功率保持量、信号保持量和直通量可以通过不同的通道进行处理并输出。
38.直通量无需进行任何处理，可以直接将输入的模拟量进行输出。
39.需阶跃量需要通过阶跃通道进行处理后输出，在本实施例中，阶跃通道包括第一信号分解子模块201、小信号阶跃子模块202和信号合成子模块203，它们之间依次相连。
40.第一信号分解子模块201用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位。小信号阶跃子模块202用于根据上位机400设定的阶跃幅值a％、阶跃时刻t0及阶跃方向，在t0时刻将模拟量信号实现a％的幅值上阶跃或下阶跃。信号合成子模块203用于将不同频率的信号进行叠加合成后输出。
41.功率保持量需要通过功率保持通道进行处理后输出，在本实施例中，功率保持通道包括第二信号分解子模块204、第一信号保持子模块205和功率保持子模块206，它们之间依次相连，且功率保持子模块206还和上述小信号阶跃子模块202相连接。
42.第二信号分解子模块204的作用和第一信号分解子模块201相同，也是用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位。
43.第一信号保持子模块205用于根据上位机400的指令信号，将第二信号分解子模块204输出的各个频率点的幅值及相位进行存储、保存及合成，使得当前经过第一信号保持子模块205的输出信号与t0时刻前输入到小信号叠加及保持模块200的模拟量输入信号保持幅值、相位及频率相同。功率保持子模块206用于使得经过所述功率保持通道的输入模拟量信号的功率值保持不变，以及使得需阶跃模拟量进行小信号阶跃后其相应的功率值保持不变。例如需阶跃量为定子电压采样信号，则此时功率保持量为定子电流采样信号，如果需要保持定子电压阶跃后采样计算的定子输出功率不变，则可以在定子电压阶跃后将阶跃前保
持的定子电流实现相反方向的等幅阶跃，使得阶跃前后定子功率保持不变。
44.同样的，信号保持量需要通过信号保持通道进行处理后输出，在本实施例中，信号保持通道包括了第三信号分解子模块207和第二信号保持子模块208，其中第三信号分解子模块207和第二信号保持子模块208相连接。
45.第三信号分解子模块207用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位。
46.第二信号保持子模块208用于根据上位机400的指令信号，将第三信号分解子模块207输出的各个频率点的幅值及相位进行存储、保存及合成，使得当前经过所述第二信号保持子模块208的输出信号与t0时刻前输入到小信号叠加及保持模块200的模拟量输入信号幅值、相位及频率保持相同。
47.需要指出的是，上述第一信号分解模块201、第二信号分解模块204和第三信号分解子模块207的作用相同，且第一信号保持子模块205与第二信号保持子模块208的作用也相同，在具体实施时，可以通过同一个模块来实现相同的功能，在内部加入通道选择逻辑进行信号分发即可。
48.在本实施例中，本技术提供的双馈风机变流器在环测试系统可以实现双馈风机变流器控制参数的辨识测试，具体来说，是由上位机400通过控制输入模拟量在所述直通量通道、阶跃通道、功率保持通道和信号保持通道间切换来实现双馈风机变流器控制参数的辨识测试。
49.下面以网侧变流器d轴电流内环参数辨识及直流电压外环参数辨识为例来对双馈风机变流器控制参数的辨识测试进行进一步说明，其可以包括如下步骤：
50.步骤1、基于图3搭建双馈风机变流控制器硬件在环仿真测试平台，其中，小信号叠加及保持模块200全选为直通量输入模式，即将输入的所有模拟量直接输出至风电机组变流控制器，电网侧电源采用无穷大电源模型。
51.步骤2、通过上位机400启动仿真平台100内的仿真模型以及风电机组变流器控制器硬件装置300，实现风电机组网侧变流器模块140、机侧变流器模块130的顺序启动以及风电机组并网运行。
52.步骤3、通过上位机向风电机组变流控制器下发控制指令，使得风电机组并网运行并输出额定有功功率、输出无功功率为零。
53.上述步骤1-步骤3为参数辨识前的准备工作。
54.步骤4、通过上位机400将小信号叠加及保持模块200中的直流电压模拟量由直通量切换至信号保持量，将网侧变流器采样三相交流电流模拟量由直通量切换至需阶跃量，设定阶跃幅值为a％(a≤10)、阶跃频率为50hz、阶跃方向为上或下阶跃。
55.步骤5、在t0时刻通过上位机400实现直流电压模拟量信号保持以及网侧变流器采样三相交流电流模拟量在设定阶跃方向上阶跃，记录网侧变流器采样三相交流电流模拟量的阶跃波形。
56.步骤6、基于电网侧电源相角对网侧变流器采样三相交流电流模拟量进行dq分解，得到其dq坐标下d轴和q轴电流的阶跃波形，基于所述d轴和q轴电流的阶跃波形的上升时间、调整时间、峰值时间以及超调量，辨识d轴电流内环比例系数kp及积分系数ki。
57.步骤7、通过上位机400将所述小信号叠加及保持模块200中网侧变流器采样三相
交流电流模拟量由需阶跃量切换直通量，将直流电压模拟量由信号保持量切换至需阶跃量，同时设定阶跃幅值为b％(b≤10，且需保证阶跃后直流电压幅值不会满足直流母线chopper电路启动条件)、阶跃频率为0hz、阶跃方向为上或下阶跃。
58.步骤8、在t0时刻通过上位机400实现直流电压模拟量信号在设定阶跃方向上阶跃，记录直流电压阶跃波形，基于所述直流电压阶跃波形的上升时间、调整时间、峰值时间以及超调量，辨识直流电压外环比例系数kp以及积分系数ki。
59.由此可见，通过上述步骤4-6即可实现网侧变流器d轴电流内环参数辨识，通过步骤7-8即可实现直流电压外环参数辨识。
60.本发明所提出的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，可以通过上位机来控制仿真平台中双馈风机并网运行模型输出的模拟量附加小信号叠加及保持模块，使得测试者可以通过人工编程或者手动划分风机控制器输入模拟量是否发生阶跃，从而实现风机变流器控制器的分环节输入小信号阶跃，且可以通过实现小信号阶跃完成双馈风机变流器控制参数的辨识测试。
61.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述系统包括：仿真平台、小信号叠加及保持模块、风电机组变流器控制器硬件装置和上位机，所述上位机分别和所述仿真平台、所述小信号叠加及保持模块及所述风电机组变流器控制器硬件装置相连接，所述小信号叠加及保持模块还分别和所述仿真平台及所述风电机组变流器控制器硬件装置相连接，所述风电机组变流器控制器硬件装置还和所述仿真平台相连接，其中：所述仿真平台用于仿真模拟双馈风机并网运行模型；所述上位机用于对所述仿真平台中的双馈风机并网运行模型结构及参数进行修改、实现双馈风机并网运行模型的编译及启动，以及用于对所述风电机组变流器控制器硬件装置下发控制指令，实现双馈风机变流器的顺序启动及并网运行，还用于控制所述小信号叠加及保持模块实现分环节小信号阶跃。2.如权利要求1所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述仿真平台包括：风力发电机模块、异步电机模块、机侧变流器模块、网侧变流器模块、箱式升压变压器模块以及交流电网等效模块，所述风力发电机模块、所述异步电机模块、所述箱式升压变压器模块及所述交流电网等效模块依次相连，所述机侧变流器模块分别和所述异步电机模块及所述网侧变流器模块相连，所述网侧变流器模块和所述箱式升压变压器模块相连。3.如权利要求1所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述系统还包括模拟量输出板卡、数字量输出板卡及数字量输入板卡，所述模拟量输出板卡分别和所述仿真平台及所述小信号叠加及保持模块相连，所述数字量输出板卡及所述数字量输入板卡分别和所述仿真平台及所述风电机组变流器控制器硬件装置相连，其中：所述模拟量输出板卡将双馈风机并网运行模型的网侧三相电压和/或电流、直流母线电压、机侧三相电压和/或电流及高频转速编码器脉冲信号输出给所述小信号叠加及保持模块；所述数字量输出板卡将定子侧并网开关、网侧变流器并网开关的分合状态量输出给所述风电机组变流器控制器硬件装置；所述数字量输入板卡将变流器高频脉冲触发信号及开关控制信号输入给双馈风机并网运行模型。4.如权利要求1所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述小信号叠加及保持模块包括：直通量通道、阶跃通道、功率保持通道和信号保持通道，所述直通量通道用于将输入模拟量直接进行输出，所述阶跃通道用于将输入模拟量进行分环节小信号阶跃后进行输出，所述功率保持通道用于保证输出信号的功率与输入模拟量功率保持不变，所述信号保持通道用于使得当前经过信号保持通道的输出信号与指定t0时刻前输入到小信号叠加及保持模块的输入模拟量信号幅值、相位及频率保持相同。5.如权利要求4所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述上位机根据仿真需求控制输入模拟量进入所述直通量通道、阶跃通道、功率保持通道或信号保持通道内。6.如权利要求5所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特
征在于，所述阶跃通道包括第一信号分解子模块、小信号阶跃子模块和信号合成子模块，所述第一信号分解子模块、所述小信号阶跃子模块和所述信号合成子模块依次相连接，其中：所述第一信号分解子模块用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位；所述小信号阶跃子模块用于根据所述上位机设定的阶跃幅值a％、阶跃时刻t0及阶跃方向，在t0时刻将模拟量信号实现a％的幅值上阶跃或下阶跃；所述信号合成子模块用于将不同频率的信号进行叠加合成后输出。7.如权利要求6所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述上位机通过控制输入模拟量在所述直通量通道、阶跃通道、功率保持通道和信号保持通道间切换来实现双馈风机变流器控制参数的辨识测试。8.如权利要求7所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述双馈风机变流器控制参数的辨识测试包括网侧变流器d轴电流内环参数辨识及直流电压外环参数辨识。9.如权利要求8所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，当双馈风机变流器控制参数的辨识测试为网侧变流器d轴电流内环参数辨识时，实现过程如下：通过所述上位机将所述小信号叠加及保持模块中的直流电压模拟量由直通量切换至信号保持量，将网侧变流器采样三相交流电流模拟量由直通量切换至需阶跃量，设定阶跃幅值为a％(a≤10)、阶跃频率为50hz、阶跃方向为上或下阶跃；在t0时刻通过所述上位机实现直流电压模拟量信号保持以及网侧变流器采样三相交流电流模拟量在设定阶跃方向上阶跃，记录网侧变流器采样三相交流电流模拟量的阶跃波形；基于电网侧电源相角对网侧变流器采样三相交流电流模拟量进行dq分解，得到其dq坐标下d轴和q轴电流的阶跃波形，基于所述d轴和q轴电流的阶跃波形的上升时间、调整时间、峰值时间以及超调量，辨识d轴电流内环比例系数kp及积分系数ki。10.如权利要求8所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，当双馈风机变流器控制参数的辨识测试为直流电压外环参数辨识时，实现过程如下：通过所述上位机将所述小信号叠加及保持模块中网侧变流器采样三相交流电流模拟量由需阶跃量切换直通量，将直流电压模拟量由信号保持量切换至需阶跃量，同时设定阶跃幅值为b％(b≤10，且需保证阶跃后直流电压幅值不会满足直流母线chopper电路启动条件)、阶跃频率为0hz、阶跃方向为上或下阶跃；在t0时刻通过所述上位机实现直流电压模拟量信号在设定阶跃方向上阶跃，记录直流电压阶跃波形，基于所述直流电压阶跃波形的上升时间、调整时间、峰值时间以及超调量，辨识直流电压外环比例系数kp以及积分系数ki。11.如权利要求6所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述功率保持通道包括第二信号分解子模块、第一信号保持子模块和功率保持子模块，所述第一信号保持子模块分别和所述第二信号分解子模块及所述功率保持子模块相连接，所述功率保持子模块还和所述小信号阶跃子模块相连接，其中：
所述第二信号分解子模块用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位；所述第一信号保持子模块用于根据所述上位机的指令信号，将所述第二信号分解子模块输出的各个频率点的幅值及相位进行存储、保存及合成，使得当前经过所述第一信号保持子模块的输出信号与t0时刻输入到所述小信号叠加及保持模块的模拟量输入信号保持相同；所述功率保持子模块用于使得经过所述功率保持通道的输入模拟量信号的功率值保持不变，以及使得需阶跃模拟量进行小信号阶跃后其相应的功率值保持不变。12.如权利要求4所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述信号保持通道包括第三信号分解子模块和第二信号保持子模块，所述第三信号分解子模块和所述第二信号保持子模块相连接，其中：所述第三信号分解子模块用于对输入模拟量信号进行傅里叶分解来得到各个频率点的幅值及相位；所述第二信号保持子模块用于根据所述上位机的指令信号，将所述第三信号分解子模块输出的各个频率点的幅值及相位进行存储、保存及合成，使得当前经过所述第二信号保持子模块的输出信号与t0时刻输入到所述小信号叠加及保持模块的模拟量输入信号保持相同。13.如权利要求1-12任一所述的基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，其特征在于，所述仿真平台为实时数字仿真系统rtds平台。

技术总结

本发明提供了一种基于分环节小信号阶跃的双馈风机变流器参数测试系统，包括：仿真平台、小信号叠加及保持模块、风电机组变流器控制器硬件装置和上位机，其中：仿真平台用于仿真模拟双馈风机并网运行模型；上位机用于对仿真平台中的双馈风机并网运行模型结构及参数进行修改、实现双馈风机并网运行模型的编译及启动，以及用于对风电机组变流器控制器硬件装置下发控制指令，实现双馈风机变流器的顺序启动及并网运行，还用于控制小信号叠加及保持模块实现分环节小信号阶跃。本发明使得测试者可以划分风机控制器输入模拟量是否发生阶跃，从而实现风机变流器控制器的分环节输入小信号阶跃，且可以通过小信号阶跃完成双馈风机变流器控制参数的辨识测试。器控制参数的辨识测试。器控制参数的辨识测试。