研旭直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電仿真平臺(tái) 智能微電網(wǎng) 研旭
產(chǎn)品簡(jiǎn)介
研旭直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電仿真平臺(tái) 智能微電網(wǎng)
產(chǎn)品詳細(xì)信息
研旭直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電仿真平臺(tái) 智能微電網(wǎng)
公司簡(jiǎn)介
南京研旭新能源科技有限公司由南京研旭電氣科技有限公司全資投資成立，主要專注于太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源電源產(chǎn)品以及相關(guān)機(jī)電節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)和投資，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚，與國(guó)內(nèi)多所知名大學(xué)和研究院有良好合作，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，服務(wù)到位，具有性價(jià)比較高的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品與服務(wù)受到廣泛客戶的好評(píng)以及業(yè)界的稱贊。
公司自成立以來(lái)，已形成五大獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，具有超高性價(jià)比的產(chǎn)品系列，主要產(chǎn)品如下，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，新能源實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，新能源系統(tǒng)集成方案，推出的產(chǎn)品在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室以及工程中得到使用，獲得好評(píng)。在當(dāng)前階段，研旭將精力主要集中于中小功率的新能源技術(shù)以及產(chǎn)品的推廣、應(yīng)用、研發(fā)、生產(chǎn)，期待能將太陽(yáng)能、風(fēng)能這樣的可再生潔凈能源能以極高性價(jià)比為廣大民眾服務(wù)，為社會(huì)服務(wù)。
“激流勇進(jìn)，合作共贏”，在新時(shí)代的浪潮中，研旭將是一個(gè)勇敢的、熱忱的、開(kāi)放的弄潮兒，期冀著研旭能為各新老客戶帶來(lái)更好，性價(jià)比更高的新能源產(chǎn)品，也希望著研旭如那初升旭日，冉冉升起，不斷溫暖大家。
研旭分布式微電網(wǎng)開(kāi)源實(shí)物仿真平臺(tái)介紹
研旭分布式微電網(wǎng)開(kāi)源實(shí)物仿真平臺(tái)，是針對(duì)目前高校和企業(yè)的科研人員開(kāi)展的新能源項(xiàng)目研究推出的一系列開(kāi)放式的二次開(kāi)發(fā)科研平臺(tái)，結(jié)合新能源發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)、DSP技術(shù)和通訊技術(shù)等幾大核心技術(shù)推出的一系列**的是實(shí)物仿真平臺(tái)。研旭實(shí)物仿真平臺(tái)，集成了核心控制、驅(qū)動(dòng)控制、信號(hào)采集、功率放大、各類監(jiān)測(cè)和保護(hù)硬件，支持多種CPU、DSP以及FPGA等硬件的快速原型開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，為用戶提供了一個(gè)從算法仿真到硬件實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)方案。同時(shí)研旭實(shí)物仿真平臺(tái)提供開(kāi)放式的軟硬件資料，包含整體設(shè)備的硬件圖紙（包含所有板卡的原理圖紙、PCB圖紙和柜體電氣連接圖）、DSP工程代碼（包含工程框架源代碼、底層驅(qū)動(dòng)代碼、各類保護(hù)代碼和算法庫(kù)）。
研旭實(shí)物仿真平臺(tái)特點(diǎn)
研旭分布式微電網(wǎng)開(kāi)源實(shí)物仿真平臺(tái)兼具實(shí)訓(xùn)演示和科研開(kāi)發(fā)的功能。
（1）自由性：用戶可根據(jù)實(shí)際情況自由添加或者裁剪平臺(tái)的某些功能、可自由的選擇輸入源（實(shí)物能源或者模擬能源）、可自由的定制平臺(tái)功率、平臺(tái)輸入電壓范圍、平臺(tái)尺寸等；
（2）開(kāi)放性：開(kāi)發(fā)給用戶系統(tǒng)所有硬件設(shè)計(jì)原理圖（protel 版）、印刷電路板PCB（PDF版）、硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明、軟件源碼工程（CCS環(huán)境）、軟件設(shè)計(jì)流程圖、底層驅(qū)動(dòng)代碼、算法靜態(tài)庫(kù)、監(jiān)控軟件源碼等；
（3）**性：主控單元CPU采用目前*為**的TMS320F28335浮點(diǎn)型DSP，其內(nèi)部具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力以及豐富的外設(shè)資源。從而使得復(fù)雜的逆變算法輕而易舉的實(shí)現(xiàn)。
（4）直觀性：平臺(tái)不管是從硬件角度還是從軟件角度，都具有很好的直觀性。用戶不僅很容易看到平臺(tái)的硬件組成、元件選型、布線連接，還可以通過(guò)監(jiān)控中心了解到軟件控制流程、系統(tǒng)運(yùn)行信息、輸出波形質(zhì)量等；
（5）**性：平臺(tái)的硬件和軟件設(shè)計(jì)了健全的保護(hù)機(jī)制，包括硬件中的斷路器、接觸器、防雷器、隔離變壓器等，還有軟件中的直流過(guò)欠壓保護(hù)、孤島保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、交流故障保護(hù)等；
（6）易學(xué)性：研旭公司專門的人員提供現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)以及平臺(tái)本身也自帶很多易于操作的實(shí)驗(yàn)。培訓(xùn)課程包括硬件培訓(xùn)（硬件組成和設(shè)計(jì)原理）、軟件培訓(xùn)（驅(qū)動(dòng)解析、算法原理）、操作培訓(xùn)（實(shí)驗(yàn)**操作步驟）。平臺(tái)自帶的實(shí)驗(yàn)是將系統(tǒng)功能拆分后得到的，用戶通過(guò)一步步的拆分實(shí)驗(yàn)，循序漸進(jìn)的來(lái)了解系統(tǒng)整體的工作原理。如采集波形實(shí)驗(yàn)、保護(hù)實(shí)驗(yàn)、MPPT實(shí)驗(yàn)、SVPWM算法實(shí)驗(yàn)等；
（7）拓展性：用戶可以在平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。如添加用戶自己的MPPT，添加用戶自己的濾波算法、添加用戶自己的控制算法等等，這樣可以對(duì)平臺(tái)的功能拓展的更加完善、更加強(qiáng)大。
直驅(qū)式平臺(tái)性能分析及控制方案
類似于有刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，連接發(fā)電機(jī)定子的PWM變換器稱為定子PWM變換器，連接電網(wǎng)的PWM變換器稱為并網(wǎng)PWM變換器。一般情況下定子PWM變換器工作在整流狀態(tài)（因此又稱之為PWM整流器），并網(wǎng)PWM變換器工作在逆變狀態(tài)（因此又稱之為PWM逆變器）。PMSG發(fā)出的電能經(jīng)定子PWM變換器轉(zhuǎn)換為直流電，中間直流母線并聯(lián)大電容起穩(wěn)壓和能量?jī)?chǔ)存緩沖的作用，*后經(jīng)過(guò)并網(wǎng)PWM變換器轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻的交流電饋入電網(wǎng)，并網(wǎng)PWM變換器與定子PWM變換器本休結(jié)構(gòu)上完全相同，控制方案如圖2所示。
變換器可以根據(jù)需要工作在整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)，能量可以雙向流動(dòng)（對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是必需的，但直驅(qū)式并網(wǎng)并不需要這種功能），定子側(cè)電流和網(wǎng)側(cè)電流的大小和功率因數(shù)都是可調(diào)的，整個(gè)雙PWM變換器可以工作在四象限狀態(tài)。
在具體運(yùn)行中，兩個(gè)PWM變換器各司其職，根據(jù)控制算法的不同其功能略有不同。無(wú)論哪種算法，定子PWM變換器一般是采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向，控制PMSG的定子電流呈正弦波形實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和功率因數(shù)調(diào)節(jié)；并網(wǎng)PWM變換器采用電網(wǎng)電壓矢量定向，將直流電逆變?yōu)榱己玫恼也ㄐ螌?shí)現(xiàn)并網(wǎng)和有功/無(wú)功解耦。直流母線電壓可以由定子PWM變換器控制也可以由并網(wǎng)PWM變換器控制，保持為比電網(wǎng)幅值高的穩(wěn)定值（這樣才能保證能量流動(dòng)的方向， PWM整流可以升壓）以便往電網(wǎng)輸送能量。如果由定子PWM變換器控制直流母線電壓，則并網(wǎng)PWM變換器要擔(dān)負(fù)*大風(fēng)能跟蹤的任務(wù)，必須根據(jù)風(fēng)速控制PMSG轉(zhuǎn)速或根據(jù)轉(zhuǎn)速控制并網(wǎng)電流；如果由并網(wǎng)PWM變換器控制直流母線電壓，則定子PWM變換器要擔(dān)負(fù)*大風(fēng)能跟蹤的任務(wù)，一般根據(jù)此時(shí)的風(fēng)速控制PMSG轉(zhuǎn)速到達(dá)*佳轉(zhuǎn)速。能量流動(dòng)一般是從PMSG流向電網(wǎng)，此時(shí)PMSG工作于正常的發(fā)電狀態(tài)；但在PMSG起動(dòng)時(shí)能量可以從電網(wǎng)流向PMSG，使PMSG工作在電動(dòng)狀態(tài)快速起動(dòng)。
研旭直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電實(shí)物仿真平臺(tái)軟硬件系統(tǒng)方案
（1）研旭直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用一臺(tái)變頻調(diào)速三相異步電機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)三相永磁同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行，異步電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)安裝在同一個(gè)底座上，使用聯(lián)軸器相連接，采用光**式電編碼器測(cè)量電機(jī)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，永磁同步發(fā)電機(jī)極數(shù)為8極，三相異步電機(jī)的控制采用變頻器控制轉(zhuǎn)速，用以模擬風(fēng)速的變化，同時(shí)可以方便的通過(guò)計(jì)算機(jī)控制變頻器實(shí)現(xiàn)三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模擬風(fēng)機(jī)出力。
（2）發(fā)電機(jī)側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)變流器采用IPM模塊構(gòu)建，使用2單元的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)（總共需要6組2單元模塊），IPM模塊的耐壓要在1200V，電流在150A左右。直流環(huán)節(jié)的電容要求450V電解電容兩只串聯(lián)以提高耐壓。
（3）并網(wǎng)變壓器要**三相變壓器，其容量要求大于發(fā)電機(jī)*大容量，容量在10KVA左右。
（4）發(fā)電機(jī)側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)變流器采用DSP進(jìn)行控制，采用研旭TMS320F28335的DSP控制板和IPM電源板。
（5）本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用光電編碼器采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速，光電編碼器安裝于發(fā)電機(jī)后端輸出軸上；采用霍爾電壓電流傳感器采集直流側(cè)和電網(wǎng)側(cè)電壓和電流信號(hào)，傳感器量程根據(jù)系統(tǒng)容量進(jìn)行選擇安裝。
（6）采用研旭YX—XDS100v3 仿真器完成系統(tǒng)控制算法的調(diào)試。
仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及例程（開(kāi)放）
基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)：
（1）風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)接線形式實(shí)驗(yàn)
（2）風(fēng)力監(jiān)控中心軟件操作實(shí)驗(yàn)
（3） 風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速變化模擬實(shí)驗(yàn)
（4） 風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與輸出電壓、電流、功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
（5）PWM輸出實(shí)驗(yàn)
（6）發(fā)電機(jī)三相交流電壓、電流采集實(shí)驗(yàn)
（7）母線直流電壓、電流（整流輸出）采集實(shí)驗(yàn)
（8）逆變輸出電壓、電流采集實(shí)驗(yàn)
（9）整流器、逆變器**保護(hù)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（10）整流器、逆變器通訊測(cè)量實(shí)驗(yàn)
（11）發(fā)電機(jī)組空載、并網(wǎng)、脫網(wǎng)實(shí)驗(yàn)
（12）孤島效應(yīng)實(shí)驗(yàn)
（13）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存實(shí)驗(yàn)
進(jìn)階開(kāi)放實(shí)驗(yàn)：
（1）風(fēng)力發(fā)電控制策略及編程實(shí)驗(yàn)
（2）*大功率跟蹤MPPT原理及控制實(shí)驗(yàn)
（3）外環(huán)電壓PI算法及控制原理實(shí)驗(yàn)
（4）內(nèi)環(huán)電流PI算法及控制原理實(shí)驗(yàn)
（5）SVPWM算法原理實(shí)驗(yàn)
培訓(xùn)服務(wù)內(nèi)容
（1）硬件部分
平臺(tái)系統(tǒng)整體組成介紹
主控單元
、TMS320F28335 介紹
、傳感器與ADC采集電路介紹
、PWM 電路介紹
、通信電路介紹
、硬件保護(hù)電路介紹
逆變功率單元
、IPM介紹
、IPM驅(qū)動(dòng)電路介紹
、IPM保護(hù)電路介紹
編碼器
、增量式編碼器介紹
、差分接收電路介紹
液晶顯示電路介紹
（2）軟件部分
平臺(tái)軟件整體框架介紹
開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹
驅(qū)動(dòng)
、系統(tǒng)初始化介紹
、ADC驅(qū)動(dòng)介紹
、PWM驅(qū)動(dòng)介紹
、SCI驅(qū)動(dòng)介紹
、總線驅(qū)動(dòng)介紹
、GPIO驅(qū)動(dòng)介紹
、QEP驅(qū)動(dòng)介紹
、CMD編寫介紹
算法介紹（包括整流測(cè)和逆變側(cè)）
算法介紹（包括可控整流MPPT和不控整流MPPT）
控制介紹
軟件保護(hù)程序介紹
（3）操作部分
接線操作介紹
開(kāi)機(jī)順序介紹
關(guān)機(jī)順序培訓(xùn)
監(jiān)控中心
（1）主界面
此界面主要顯示了系統(tǒng)工作的運(yùn)行信息以及運(yùn)行狀態(tài)、所有實(shí)驗(yàn)控件、系統(tǒng)的啟停控件、以及實(shí)時(shí)的電壓電流波形控件；
（2）實(shí)時(shí)波形采集界面
此界面顯示了發(fā)電機(jī)組輸出電流波形、整流器輸出直流電??和直流電流波形、逆變器輸出交流電壓和交流電流波形。
（3）SVPWM算法界面
用戶在此界面可以進(jìn)行SVPWM算法驗(yàn)證，同時(shí)可以對(duì)SVPWM算法結(jié)構(gòu)一目了然。包括對(duì)整流測(cè)SVPWM算法結(jié)構(gòu)和逆變側(cè)SVPWM算法結(jié)構(gòu)。
（4）MPPT實(shí)驗(yàn)界面
實(shí)驗(yàn)包括可控整流和不可控整流，用戶可以對(duì)比二者的區(qū)別；
（5）歷史保存界面
用戶可以將波形或者運(yùn)行信息等數(shù)據(jù)保存起來(lái)，以供后續(xù)處理。
公司簡(jiǎn)介
南京研旭新能源科技有限公司由南京研旭電氣科技有限公司全資投資成立，主要專注于太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源電源產(chǎn)品以及相關(guān)機(jī)電節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)和投資，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚，與國(guó)內(nèi)多所知名大學(xué)和研究院有良好合作，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，服務(wù)到位，具有性價(jià)比較高的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品與服務(wù)受到廣泛客戶的好評(píng)以及業(yè)界的稱贊。
公司自成立以來(lái)，已形成五大獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，具有超高性價(jià)比的產(chǎn)品系列，主要產(chǎn)品如下，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，新能源實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，新能源系統(tǒng)集成方案，推出的產(chǎn)品在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室以及工程中得到使用，獲得好評(píng)。在當(dāng)前階段，研旭將精力主要集中于中小功率的新能源技術(shù)以及產(chǎn)品的推廣、應(yīng)用、研發(fā)、生產(chǎn)，期待能將太陽(yáng)能、風(fēng)能這樣的可再生潔凈能源能以極高性價(jià)比為廣大民眾服務(wù)，為社會(huì)服務(wù)。
“激流勇進(jìn)，合作共贏”，在新時(shí)代的浪潮中，研旭將是一個(gè)勇敢的、熱忱的、開(kāi)放的弄潮兒，期冀著研旭能為各新老客戶帶來(lái)更好，性價(jià)比更高的新能源產(chǎn)品，也希望著研旭如那初升旭日，冉冉升起，不斷溫暖大家。
研旭分布式微電網(wǎng)開(kāi)源實(shí)物仿真平臺(tái)介紹
研旭分布式微電網(wǎng)開(kāi)源實(shí)物仿真平臺(tái)，是針對(duì)目前高校和企業(yè)的科研人員開(kāi)展的新能源項(xiàng)目研究推出的一系列開(kāi)放式的二次開(kāi)發(fā)科研平臺(tái)，結(jié)合新能源發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)、DSP技術(shù)和通訊技術(shù)等幾大核心技術(shù)推出的一系列**的是實(shí)物仿真平臺(tái)。研旭實(shí)物仿真平臺(tái)，集成了核心控制、驅(qū)動(dòng)控制、信號(hào)采集、功率放大、各類監(jiān)測(cè)和保護(hù)硬件，支持多種CPU、DSP以及FPGA等硬件的快速原型開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，為用戶提供了一個(gè)從算法仿真到硬件實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)方案。同時(shí)研旭實(shí)物仿真平臺(tái)提供開(kāi)放式的軟硬件資料，包含整體設(shè)備的硬件圖紙（包含所有板卡的原理圖紙、PCB圖紙和柜體電氣連接圖）、DSP工程代碼（包含工程框架源代碼、底層驅(qū)動(dòng)代碼、各類保護(hù)代碼和算法庫(kù)）。
研旭實(shí)物仿真平臺(tái)特點(diǎn)
研旭分布式微電網(wǎng)開(kāi)源實(shí)物仿真平臺(tái)兼具實(shí)訓(xùn)演示和科研開(kāi)發(fā)的功能。
（1）自由性：用戶可根據(jù)實(shí)際情況自由添加或者裁剪平臺(tái)的某些功能、可自由的選擇輸入源（實(shí)物能源或者模擬能源）、可自由的定制平臺(tái)功率、平臺(tái)輸入電壓范圍、平臺(tái)尺寸等；
（2）開(kāi)放性：開(kāi)發(fā)給用戶系統(tǒng)所有硬件設(shè)計(jì)原理圖（protel 版）、印刷電路板PCB（PDF版）、硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明、軟件源碼工程（CCS環(huán)境）、軟件設(shè)計(jì)流程圖、底層驅(qū)動(dòng)代碼、算法靜態(tài)庫(kù)、監(jiān)控軟件源碼等；
（3）**性：主控單元CPU采用目前*為**的TMS320F28335浮點(diǎn)型DSP，其內(nèi)部具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力以及豐富的外設(shè)資源。從而使得復(fù)雜的逆變算法輕而易舉的實(shí)現(xiàn)。
（4）直觀性：平臺(tái)不管是從硬件角度還是從軟件角度，都具有很好的直觀性。用戶不僅很容易看到平臺(tái)的硬件組成、元件選型、布線連接，還可以通過(guò)監(jiān)控中心了解到軟件控制流程、系統(tǒng)運(yùn)行信息、輸出波形質(zhì)量等；
（5）**性：平臺(tái)的硬件和軟件設(shè)計(jì)了健全的保護(hù)機(jī)制，包括硬件中的斷路器、接觸器、防雷器、隔離變壓器等，還有軟件中的直流過(guò)欠壓保護(hù)、孤島保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、交流故障保護(hù)等；
（6）易學(xué)性：研旭公司專門的人員提供現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)以及平臺(tái)本身也自帶很多易于操作的實(shí)驗(yàn)。培訓(xùn)課程包括硬件培訓(xùn)（硬件組成和設(shè)計(jì)原理）、軟件培訓(xùn)（驅(qū)動(dòng)解析、算法原理）、操作培訓(xùn)（實(shí)驗(yàn)**操作步驟）。平臺(tái)自帶的實(shí)驗(yàn)是將系統(tǒng)功能拆分后得到的，用戶通過(guò)一步步的拆分實(shí)驗(yàn)，循序漸進(jìn)的來(lái)了解系統(tǒng)整體的工作原理。如采集波形實(shí)驗(yàn)、保護(hù)實(shí)驗(yàn)、MPPT實(shí)驗(yàn)、SVPWM算法實(shí)驗(yàn)等；
（7）拓展性：用戶可以在平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。如添加用戶自己的MPPT，添加用戶自己的濾波算法、添加用戶自己的控制算法等等，這樣可以對(duì)平臺(tái)的功能拓展的更加完善、更加強(qiáng)大。
直驅(qū)式平臺(tái)性能分析及控制方案
類似于有刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，連接發(fā)電機(jī)定子的PWM變換器稱為定子PWM變換器，連接電網(wǎng)的PWM變換器稱為并網(wǎng)PWM變換器。一般情況下定子PWM變換器工作在整流狀態(tài)（因此又稱之為PWM整流器），并網(wǎng)PWM變換器工作在逆變狀態(tài)（因此又稱之為PWM逆變器）。PMSG發(fā)出的電能經(jīng)定子PWM變換器轉(zhuǎn)換為直流電，中間直流母線并聯(lián)大電容起穩(wěn)壓和能量?jī)?chǔ)存緩沖的作用，*后經(jīng)過(guò)并網(wǎng)PWM變換器轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻的交流電饋入電網(wǎng)，并網(wǎng)PWM變換器與定子PWM變換器本休結(jié)構(gòu)上完全相同，控制方案如圖2所示。
變換器可以根據(jù)需要工作在整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)，能量可以雙向流動(dòng)（對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是必需的，但直驅(qū)式并網(wǎng)并不需要這種功能），定子側(cè)電流和網(wǎng)側(cè)電流的大小和功率因數(shù)都是可調(diào)的，整個(gè)雙PWM變換器可以工作在四象限狀態(tài)。
在具體運(yùn)行中，兩個(gè)PWM變換器各司其職，根據(jù)控制算法的不同其功能略有不同。無(wú)論哪種算法，定子PWM變換器一般是采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向，控制PMSG的定子電流呈正弦波形實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和功率因數(shù)調(diào)節(jié)；并網(wǎng)PWM變換器采用電網(wǎng)電壓矢量定向，將直流電逆變?yōu)榱己玫恼也ㄐ螌?shí)現(xiàn)并網(wǎng)和有功/無(wú)功解耦。直流母線電壓可以由定子PWM變換器控制也可以由并網(wǎng)PWM變換器控制，保持為比電網(wǎng)幅值高的穩(wěn)定值（這樣才能保證能量流動(dòng)的方向， PWM整流可以升壓）以便往電網(wǎng)輸送能量。如果由定子PWM變換器控制直流母線電壓，則并網(wǎng)PWM變換器要擔(dān)負(fù)*大風(fēng)能跟蹤的任務(wù)，必須根據(jù)風(fēng)速控制PMSG轉(zhuǎn)速或根據(jù)轉(zhuǎn)速控制并網(wǎng)電流；如果由并網(wǎng)PWM變換器控制直流母線電壓，則定子PWM變換器要擔(dān)負(fù)*大風(fēng)能跟蹤的任務(wù)，一般根據(jù)此時(shí)的風(fēng)速控制PMSG轉(zhuǎn)速到達(dá)*佳轉(zhuǎn)速。能量流動(dòng)一般是從PMSG流向電網(wǎng)，此時(shí)PMSG工作于正常的發(fā)電狀態(tài)；但在PMSG起動(dòng)時(shí)能量可以從電網(wǎng)流向PMSG，使PMSG工作在電動(dòng)狀態(tài)快速起動(dòng)。
研旭直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電實(shí)物仿真平臺(tái)軟硬件系統(tǒng)方案
（1）研旭直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用一臺(tái)變頻調(diào)速三相異步電機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)三相永磁同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行，異步電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)安裝在同一個(gè)底座上，使用聯(lián)軸器相連接，采用光**式電編碼器測(cè)量電機(jī)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，永磁同步發(fā)電機(jī)極數(shù)為8極，三相異步電機(jī)的控制采用變頻器控制轉(zhuǎn)速，用以模擬風(fēng)速的變化，同時(shí)可以方便的通過(guò)計(jì)算機(jī)控制變頻器實(shí)現(xiàn)三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模擬風(fēng)機(jī)出力。
（2）發(fā)電機(jī)側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)變流器采用IPM模塊構(gòu)建，使用2單元的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)（總共需要6組2單元模塊），IPM模塊的耐壓要在1200V，電流在150A左右。直流環(huán)節(jié)的電容要求450V電解電容兩只串聯(lián)以提高耐壓。
（3）并網(wǎng)變壓器要**三相變壓器，其容量要求大于發(fā)電機(jī)*大容量，容量在10KVA左右。
（4）發(fā)電機(jī)側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)變流器采用DSP進(jìn)行控制，采用研旭TMS320F28335的DSP控制板和IPM電源板。
（5）本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用光電編碼器采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速，光電編碼器安裝于發(fā)電機(jī)后端輸出軸上；采用霍爾電壓電流傳感器采集直流側(cè)和電網(wǎng)側(cè)電壓和電流信號(hào)，傳感器量程根據(jù)系統(tǒng)容量進(jìn)行選擇安裝。
（6）采用研旭YX—XDS100v3 仿真器完成系統(tǒng)控制算法的調(diào)試。
仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及例程（開(kāi)放）
基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)：
（1）風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)接線形式實(shí)驗(yàn)
（2）風(fēng)力監(jiān)控中心軟件操作實(shí)驗(yàn)
（3） 風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速變化模擬實(shí)驗(yàn)
（4） 風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與輸出電壓、電流、功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
（5）PWM輸出實(shí)驗(yàn)
（6）發(fā)電機(jī)三相交流電壓、電流采集實(shí)驗(yàn)
（7）母線直流電壓、電流（整流輸出）采集實(shí)驗(yàn)
（8）逆變輸出電壓、電流采集實(shí)驗(yàn)
（9）整流器、逆變器**保護(hù)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（10）整流器、逆變器通訊測(cè)量實(shí)驗(yàn)
（11）發(fā)電機(jī)組空載、并網(wǎng)、脫網(wǎng)實(shí)驗(yàn)
（12）孤島效應(yīng)實(shí)驗(yàn)
（13）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存實(shí)驗(yàn)
進(jìn)階開(kāi)放實(shí)驗(yàn)：
（1）風(fēng)力發(fā)電控制策略及編程實(shí)驗(yàn)
（2）*大功率跟蹤MPPT原理及控制實(shí)驗(yàn)
（3）外環(huán)電壓PI算法及控制原理實(shí)驗(yàn)
（4）內(nèi)環(huán)電流PI算法及控制原理實(shí)驗(yàn)
（5）SVPWM算法原理實(shí)驗(yàn)
培訓(xùn)服務(wù)內(nèi)容
（1）硬件部分
平臺(tái)系統(tǒng)整體組成介紹
主控單元
、TMS320F28335 介紹
、傳感器與ADC采集電路介紹
、PWM 電路介紹
、通信電路介紹
、硬件保護(hù)電路介紹
逆變功率單元
、IPM介紹
、IPM驅(qū)動(dòng)電路介紹
、IPM保護(hù)電路介紹
編碼器
、增量式編碼器介紹
、差分接收電路介紹
液晶顯示電路介紹
（2）軟件部分
平臺(tái)軟件整體框架介紹
開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹
驅(qū)動(dòng)
、系統(tǒng)初始化介紹
、ADC驅(qū)動(dòng)介紹
、PWM驅(qū)動(dòng)介紹
、SCI驅(qū)動(dòng)介紹
、總線驅(qū)動(dòng)介紹
、GPIO驅(qū)動(dòng)介紹
、QEP驅(qū)動(dòng)介紹
、CMD編寫介紹
算法介紹（包括整流測(cè)和逆變側(cè)）
算法介紹（包括可控整流MPPT和不控整流MPPT）
控制介紹
軟件保護(hù)程序介紹
（3）操作部分
接線操作介紹
開(kāi)機(jī)順序介紹
關(guān)機(jī)順序培訓(xùn)
監(jiān)控中心
（1）主界面
此界面主要顯示了系統(tǒng)工作的運(yùn)行信息以及運(yùn)行狀態(tài)、所有實(shí)驗(yàn)控件、系統(tǒng)的啟停控件、以及實(shí)時(shí)的電壓電流波形控件；
（2）實(shí)時(shí)波形采集界面
此界面顯示了發(fā)電機(jī)組輸出電流波形、整流器輸出直流電??和直流電流波形、逆變器輸出交流電壓和交流電流波形。
（3）SVPWM算法界面
用戶在此界面可以進(jìn)行SVPWM算法驗(yàn)證，同時(shí)可以對(duì)SVPWM算法結(jié)構(gòu)一目了然。包括對(duì)整流測(cè)SVPWM算法結(jié)構(gòu)和逆變側(cè)SVPWM算法結(jié)構(gòu)。
（4）MPPT實(shí)驗(yàn)界面
實(shí)驗(yàn)包括可控整流和不可控整流，用戶可以對(duì)比二者的區(qū)別；
（5）歷史保存界面
用戶可以將波形或者運(yùn)行信息等數(shù)據(jù)保存起來(lái)，以供后續(xù)處理。
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