[发明专利]一种双馈变流器的现场测试与评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双馈变流器的现场测试与评估方法，属于风电变流器的测试与评估技术领域。

背景技术

随着国内风力发电技术迅猛发展，装机容量、数量快速上升，风力发电在电网供电中所占比例不断提高。对于双馈风电变流器来说，作为风力发电机组的关键部件，需要实时接收主控制器的控制命令并将自身的运行参数及时稳定地反馈给机组主控制器，由主控最终完成对整个变流器的控制。

风电机组的工作原理是：风能带动桨叶转动，桨叶的动能由双馈发电机转化为电能，变流器将双馈发电机输出的电能转化为与电网电压幅值、频率、相位一致的电能，并稳定输送到电网，实现并网。

由工作原理可见，双馈型变流器是风场电能系统的关键部件，是机组能否并网发电的关键，变流器的性能指标直接影响了电网的电能质量，如果某些指标达不到要求，将威胁电网安全。

怎样得到这些指标来评价变流器运行中的表现，一直是困扰测试人员的难题。为了确认变流器的性能，《GB/T 25388.2-2010风力发电机组双馈式变流器第2部分：试验方法》规定了实验室进行变流器模拟测试的方法，采用对拖电机模拟风机，通过过载实验、电网电压适应能力实验、电磁兼容实验、低温工作实验、高温工作实验、恒定湿热实验等进行变流器的性能测试。

这些测试主要模拟风场的测试条件，变流器经过实验室的测试后，就进入风场进行联调。

但在整机厂家看来，实验室的测试只是变流器厂家的出厂测试，并不能如实反映变流器的现场使用性能，并不能说明变流器能够适应风场的应用环境,主要是因为如下几个方面:

(1)风况复杂

实验室进行模拟试验时，是采用对拖电机模拟风机,风机的转速由拖动变频器控制，模拟的风速和风向变化不能代表复杂的风场风况，不能全面测试变流器性能。变流器在风场运行时，风速和风向不断频繁变化，增加了变流器控制难度，能够真实反映其测试性能。

(2)电网情况复杂

实验室的并网是将发电机产生的电能，由变流器整流、滤波后接到实验室的内部电网，该电网是市电，很稳定。风场变流器的并网环境复杂得多，由于一个风场有多台风机，有同时并网的可能，并且存在电压过低的情况，因此，风场的并网环境不仅仅要求变流器调节发电机输出电压的幅值、频率、相位与电网一致，还要随时应对低压穿越的考验，由于电网情况千变万化，并网后可能存在多种干扰源，要求变流器都能应对。

(3)外部环境恶劣

实验室的高低温实验可以判定在某一低温或高温下，变流器可以正常运转，但是风场却有可能存在温度骤降或骤升。

因此，对于同一评估参数，在不同的环境条件下测试，结果会有较大不同。在风场复杂的条件下，联机并网后，其性能指标反映的是变流器与整个机组的配合效果。

现场测试是整机厂家选择变流器的关键依据。

因此，现场的测试必不可少。

但是，现场的测试由于环境条件恶劣、操作危险，一直处于空白状态。

考虑如何进行现场测试就要考虑与实验室测试的不同，该发明主要提出了如下方案：

(1)优化测试项目

风场测试环节中，有许多与实验室不同的地方，比如，变流器将会在联机后运行的阶段里经历温度从最高到最低的考验，因此不必专门进行高低温实验和恒定湿热实验。又如，变流器联机后，会受到各种干扰信号，因此，也不必专门进行电磁干扰实验。

在实验室进行的测试项目中，如额定输出功率，是在理想条件(拖动电机匀速运行、电磁干扰小、温度变化小、无风向变化等影响)下进行的，对于风场发电而言，现场测试受到风速变化、风向变化、温度变化、电磁干扰等影响，因此测试结果更具有真实性和可信度，便于风电整机厂全面了解变流器并网性能。

(2)优化测试方案

由于风场测试箱内空间窄、测试温差大，而且涉及强电，为了保障人员安全，不能带电操作，因此，测试方案中需要简化各项测试，尽量做到将测试传感器一次性接入，上电后完成全部参数的测量，既保证某些数据的同步测试，又可以减少操作过程中的危险系数，同时提高测试效率。

该发明专利，改变了变流器仅仅进行实验室测试的现状，不强调理想条件下的测试结果，而是注重风场恶劣复杂条件下机组的真正运行状态。

发明内容

本发明专利的目的是：提供一种双馈变流器的现场测试与评估方法，达到反映现场变流器运行状态的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双馈变流器的现场测试方法与评估，包括以下内容：