双馈异步风力发电机试验台
发表时间:2022-01-06
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
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额定
电压
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额定
转速
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转速范围
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极数
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额定频率
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额定
电流
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启动
方式
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绝缘
等级
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防护
等级
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7.5kW
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380V
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1800rpm
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1000-2000 rpm
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4
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61Hz
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9A
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变频
启动
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F级
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IP54
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发电机
额定功率
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额定电压
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额定转速
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转速范围
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极数
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定子电流
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转子电流
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转子开路电压
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绝缘等级
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防护等级
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编码器脉冲
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5kW
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380V
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1800rpm
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1000-2000 rpm
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4
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3.8A
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2.7A
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605V
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F级
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IP54
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1024
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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
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部件
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参数
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1
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柜体
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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
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2
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电源
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具有按钮合闸控制系统
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3
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变流器
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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%
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4
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变压器
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配置多种变压器380/220V
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5
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辅件
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提供该控制柜一切辅件
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八、、原动机控制系统参数
序号
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部件
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参数
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1
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柜体
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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
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2
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电源
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具有按钮合闸控制系统
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3
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变频器
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采用三菱变频器
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4
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可编程控制系统
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采用西门子S7-200 SMART系统设计,完成远程遥测控制等功能。
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5
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辅件
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提供该控制柜一切辅件
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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
信息来源:
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