IS220UCSAH1A配备多路信号采集通道、信号输出通道与通讯接口

IS220UCSAH1A针对双馈式变速恒频(VSCF)风电机组的控制方式进行了研究，并以2 MW VSCF风电机组为模型，设计了基于FMS320C28346型DSP与现场可编程门阵列(FPGA)的双馈风力发电变流器系统，控制系统硬件平台采用标准6U机箱，具有高可靠性与抗干扰性。该系统将矢量控制技术应用于发电机控制，并对网侧和转子侧变流器采用双闭环控制策略。最后在自主研发的2 MW双馈式变流器样机上进行了大量实验和长期的现场试运行，验证了控制方法的可行性与实用性。
关键词：变流器；变速恒频；双馈

1 引言
    目前风电技术可分为恒速恒频控制方式和VSCF控制方式。VSCF风力发电机可提供更高的风能利用效率，故越来越多地用于大功率机组。在此设计了基于TMS320C28346型DSP与FPGA的双馈式风力发电变流器系统。IS220UCSAH1A控制系统平台采用主频300 MHz的DSP芯片与FPGA共同控制，大大提高了系统的稳定性以及实时性。控制系统采用矢量控制技术和功率闭环的变速控制策略。最后在自主研发的2 MW双馈式风电变流器的样机上进行了实验和现场试运行，验证了控制系统的可靠性。

2 控制系统硬件平台
    1．5 MW双馈式风电变流器硬件平台采用主频为150 MHz的TMS320C28335+CPLD方案，但在进行低电压穿越实验与强励磁实验过程中，发现运算速度无法满足实验要求。因此设计了风电、光伏变流器统一的硬件平台。IS220UCSAH1A采用模块化设计，按照功能划分为系统核心控制板、开关电源、开入接口板、采样板、光纤接口板、通讯板、故障录波板与总线底板，并在机箱中预留插板位置。其中核心控制板采用TMS320C28346型DSP与FPGA芯片共同构成，极大地提升了可靠性与运算速度。控制平台采用模块化设计思想，能兼容全功率等级双馈、直驱变流器与光伏逆变器控制系统，配备多路信号采集通道、信号输出通道与通讯接口，具备多种PWM输出和保护方案，采用标准6U机箱结构，控制系统硬件平台总体方案见图1。

    2 MW双馈式变流器均采用塔上安装方式，给故障诊断带来一定困难。为提高调试与故障诊断速度，采用WIFI通讯与故障录波相结合的方
案。采用大容量NVSRAM与FLASH芯片相结合，IS220UCSAH1A实时性能较高的故障发生时间的变量存储在掉电不丢失的快速NVSRAM中，实时性相对较低的运行数据存在FLASH芯片中。当变流器出现故障停机时，塔下调试人员可通过电脑或手持设备与控制系统进行WIFI连接，并读取故障前后120 s内的系统运行数据，以便于故障诊断与分析。现场调试结束后，可通过WIFI模块将FLASH芯片中的运行数据发送到互联网上，以供厂商远程监控，可提高风电场运行效率。

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WOODWARD 5453-277

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