本实验系统采用变速恒频控制的双馈异步发电机组，可以完成大功率双馈风电机组的风力机模拟和运行实验。

一、产品特点

1. 具有风力机模拟器，可以实现纯数字模拟和物理模拟，可以设置多种类型风速模型。
2. 双向变流器特点：

           (1) 采用矢量控制技术
           (2) 双PWM控制技术（即PWM整流、PWM逆变）
           (3) 采用DSP作为核心控制芯片，具有较高的实时性
           (4) 采用一体封装的IPM模块，更加可靠
           (5) 完善的故障自诊断及可靠的保护技术
           (6) 整体机构设计紧凑、体积小节省空间
           (7) 主动无功控制，根据需求进行超前或滞后补偿
           (8) 随机风速下的电功率平滑控制
           (9) 大功率跟踪算法
          (10) 有功、无功解耦控制

二、技术性能

1. 输入电压：三相四线制380V±10%  50Hz
2. 工作环境：环境温度-5℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3. 装置容量：＜5.0kVA

三、系统配置

    实验系统包括实验双馈异步风力发电机组、模拟风力机控制柜、系统屏、双馈变流器柜、无穷大系统、监控软件六个部分。

（一）实验双馈步风力发电机组

    实验发电机组由直流电动机、三相双馈异步发电机、转速传感器、机组固定底盘及配套件等四部分组成。

1. 直流电动机

    直流电动机采用Z4系列国标电机，参数如下：

    (1) 额定电枢电压：DC440V
    (2) 额定功率：4kW
    (3) 额定转速：1500r/min

2. 双馈异步发电机

    (1) 额定功率：3kW
    (2) 额定定子电压：AC380V（线电压）
    (3) 转子开路电压：AC600V
    (4) 同步转速：1500r/min
    (5) 转速率调节范围：±25%

3. 转速传感器

    转速传感器采用1024线增量型光电编码器，推挽输出，精度高、抗干扰性强。

4. 机组固定底座及配套件

    机组底座采用整体翻砂件，表面平整度高，直流电动机与永磁发电机采用橡胶连轴器软连接，为保护学生安全，配有防护罩。底座装设带减震功能的支撑脚，为方便机组移动装设方向轮1只，定向轮两只。

（二）模拟风力机控制柜

    模拟风力机控制柜参数见“THNRWP-1型永磁同步风力发电实验系统”。

1. 双馈变流器柜

    变流器控制柜含双馈变流器主回路和控制系统。

1. 技术指标

    (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%

（四）智能电量监测仪

1. 测量三相电流、三相相/线电压、有功功率、无功功率、功率因数等电量
2. 2～31次谐波测量
3. 四象限电能计量：±有功电能（kWh），±无功电能（kVarh）
4. 标准PT、CT输入，适用于各种电压等级及接线方式
5. RS-485通讯接口，Modbus RTU通讯规约

（五）PLC控制器

    西门子S7-200系列CPU224XP型主机。

（六）大功率三相自耦调压器

    额定容量：15kVA，原边额定输入三相AC380V，副边AC 0～430V可调。

（七）监控软件

    监控软件基于北京三维力控ForceControl设计，主要包括风力机模拟器上位机界面、网侧变流器电量监测，全功率变流器保护状态监视等功能。

五、实验项目