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双馈异步风力发电机试验台
发表时间:2022-1-6

双馈异步风力发电机试验台

一、系统概述

双馈异步风力发电机试验台主要包括上位机监控系统、主控系统、模拟风力机的拖动变频器及拖动电机、双馈发电机和双馈变流器,可以实现风力机模拟并实现并网运行。提供系统的总体结构、工作原理、性能分析、控制方案、软硬件系统方案等。

二、技术参数

1.输入电压:三相四线~380V±10%  50Hz

2.工作环境:环境温度范围为-5℃~+40  相对湿度<85%25℃) 海拔<4000m

3.装置容量:<5.0kVA

三、总体结构

双馈风力发电机试验台 总体结构包括系统柜与电机平台。系统柜包含主控系统、拖动变频器、变流器等所有控制部件。电机平台包括模拟风力机的拖动电机及双馈发电机。

四、系统柜整体概述

双馈风力发电机试验台的系统柜整体采用钣金制造,采用2个标准800*600*1800机柜,前面采用钢化有机玻璃制造,以便学生对产品的结构一目了然,下面配置4个轮子带刹车。

系统柜柜体布局:变流器的结构设计为空冷柜体,空气流出可以从顶部或侧面导出。系统配置原动机控制柜主要由ABB 变频器开关、异步电机风扇开关、空气开关、交流接触器、监视仪表、功率表等组成,变流柜主要由双馈发电机风扇开关、机柜风扇开关、监视仪表、功率表、双PWM逆变器(网侧变流器结构与机侧变流器,采用开放结构)、380/220V 变压器等组成。

五、发电机组平台

     发电机组平台包括模拟风力机的异步电动机及双馈发电机,外观图如图所示,左边为7.5kW 异步电动机,右边为5kW 双馈发电机,中间为转矩转速传感器。具体参数如下:

额定

功率

额定

电压

额定

转速

转速范围

极数

额定频率

额定

电流

启动

方式

绝缘

等级

防护

等级

7.5kW

380V

1800rpm

1000-2000 rpm

4

61Hz

9A

变频

启动

F

IP54

发电机

额定功率

额定电压

额定转速

转速范围

极数

定子电流

转子电流

转子开路电压

绝缘等级

防护等级

编码器脉冲

5kW

380V

1800rpm

1000-2000 rpm

4

3.8A

2.7A

605V

F

IP54

1024

编码器               

类型:增量型 

脉冲:1024   

电源电压:5V

六、变流器控制系统参数

序号

部件

参数

1

柜体

采用1mm-2.0mm厚钣金数控折弯,喷塑制造,前门采用钢化有机玻璃制造,配置4个脚轮带刹车,尺寸:800*600*1800 mm,配置通风风扇等

2

电源

具有按钮合闸控制系统

3

变流器

提供网侧和机测双PWM变流器,参数如下:

1)额定工作电压:380VAC
2)额定处理容量:5kVA
3)电流畸变率:<10%
4)直流额定电压:650V
5)功率因数:±0.9可调
6) 控制方式:采用DSP全数字化控制
7)并网控制:自动软并网
8)电磁屏蔽措施:金属壳屏蔽保护
9) 故障诊断能力:过压、过流、过热保护等
10) 冷却方式:强制风冷
11)频率精度:±0.03Hz
12)功率因数:±0.9可调
13)并网冲击电流、电压<5%
14)控制误差<4%

4

变压器

配置多种变压器380/220V

5

辅件

提供该控制柜一切辅件

八、、原动机控制系统参数

序号

部件

参数

1

柜体

采用1mm-2.0mm厚钣金数控折弯,喷塑制造,前门采用钢化有机玻璃制造,配置4个脚轮带刹车,尺寸:800*600*1800 mm,配置通风风扇等

2

电源

具有按钮合闸控制系统

3

变频器

采用三菱变频器

4

可编程控制系统

采用西门子S7-200 SMART系统设计,完成远程遥测控制等功能。

5

辅件

提供该控制柜一切辅件

九、软件系统

9.1监控软件介绍

   风力发电机实验装置的监控软件利用美国NI 公司LabView 软件基于WINDOWS 平台开发,用于对风力发电机组变流器的运行状态进行监控。监控软件具有如下功能:

1)变流器合闸、断闸、启动网侧、启动风机、励磁、并网、脱网等按钮状态通过监控软件动态的显示于监控画面上,具有实时效果;

2)对各种状态执行条件进行自动监测并显示,使用户明确系统当前运行状态;

3)出故障时,显示故障名称,便于用户寻找故障并及时解决。

9.2监控界面介绍

打开风电监控程序,出现界面如图所示。

十、实验项目功能

此试验平台可实现变速恒频双馈风力机组发电状态的模拟,包括转速、有功、无功等调节,可完成以下试验项目:

1) 直流母线电压控制实验

2) 并网过程及连续实验

3) 亚同步速、超同步速运行控制

4)同频调速实验



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