本实训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操作训练。
一、 产品特点
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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;
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双向变流器特点:
(1)采用矢量控制技术
(2)采用DSP作为核心控制芯片,具有较高的实时性
(3)采用一体封装的IPM模块,更加可靠
(4)完善的故障自诊断及可靠地保护技术
(5)整体机构设计紧凑、体积小节省空间
(6)主动的无功控制,根据需求进行超前或滞后补偿
(7)随机风速下的电功率平滑控制
(8)最大功率跟踪算法
二、 技术性能
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输入电压:三相四线~380V±10% 50Hz
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工作环境:环境温度范围为-5℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m
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装置容量:<5.0kVA
三、 系统配置
实训系统包括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、监控软件六部分构成。
1. 双馈异步风力发电机组
实训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组成。
(1)直流电动机
直流电动机采用Z4系列国标电机,具有散热风机,参数如下:
额定电枢电压:DC440V;
额定功率:4kW;
额定转速:1500r/min。
(2) 双馈异步发电机
额定功率:3kW
额定定子电压:AC380V(线电压)
转子开路电压:AC600V
额定转速:1800r/min
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,线性度好、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。
2. 模拟风力机控制柜
模拟风力机控制柜参数见“THWPYC-1型低速永磁同步风力发电实训系统”。
3. 双馈变流器柜
变流器柜含双馈变流器主回路和控制系统
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%
4. 智能电量监测仪
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
2-31次谐波测量
四象限电能计量:±有功电能(kWh),±无功电能(kVarh)
标准PT、CT输入,适用于各种电压等级及接线方式
RS-485通讯接口,Modbus RTU通讯规约
5. PLC控制器:西门子S7-200系列CPU224XP型主机。
6. 大功率三相自耦调压器:额定容量:15kVA,原边额定输入三相AC380V,副边额定输出AC0~430V可调。
7. 监控软件
监控软件基于北京三维力控ForceControl6.1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。
四、 实训项目
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双馈异步风力并网发电实训系统接线
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风力机特性离线仿真
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双馈异步发电机空载特性
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并网及功率输送
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最大功率跟踪
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有功、无功解耦控制
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电能质量分析
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亚同步运行
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超同步运行