[实用新型]模块式双馈型风力发电平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源发电领域，特别涉及一种模块式双馈型风力发电平台。

背景技术

在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天，风力发电已经成为绿色可再生能源的一个重要途径。

电网的规划设计及调度运行均以大容量同步发电机的特性为基础，如活力发电和水利发电等。但是风力发电机组与传统的同步发电机相比容量小、数量多，并且风电机组的高可控性导致不同厂家甚至是同一厂家不同型号风电机组的动态特性差异较大。随着风力发电在电网中渗透率不断增加，风电并网的安全稳定运行问题也日益突出。为了辅助风力发电并网的规划设计和调度运行，需要深入研究和全面评价风力发电的并网特性及其余并网标准的符合性。

因此，一种既要适合研究人员对于双馈风电并网中出现的问题进行深入研究的实验装置，也要适合部分安装、维护人员熟悉双馈风电系统的运行、操作与模拟控制系统的需求就应运而生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为高校和科研单位提供一种双馈风力发电模拟系统，该系统集科研、实训于一身，能够方便科研人员对双馈风电系统中并网算法，并网引起的问题展开深入研究，也能够方便操作人员通过本装置的操作尽快熟悉双馈系统特点与操作。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

模块式双馈型风力发电平台，包括

风机模拟装置，用于模拟自然风；

电拖平台，连接风机模拟模块依据风机模拟模块所输出的自然风工作，所述电拖平台包括双馈电机、转子侧变流器以及网侧变流器，所述双馈电机的定子绕组直接接入电网，双馈电机的转子绕组输出经转子侧变流器、网侧变流器控制后连接至电网；

工控机，用于控制转子侧变流器、网侧变流器、风机模拟装置以及电拖平台工作。

通过采用上述技术方案，在系统中通过风机模拟装置来模拟自然风，从而驱动双馈电机工作，并输出电能至电网中，电拖平台包括双馈电机、转子侧变流器以及网侧变流器，其中转子侧变流器与双馈电机的转子绕组连接，为转子提供励磁电流，通过改变励磁电流的幅值、相位、频率进而控制发电机的转速、无功功率和有功功率，网侧变流器配合转子侧变流器运行实现能量双向流动，当电机次同步运行时，电网向转子输入能量，转子侧变流器运行在逆变状态，网侧变流器运行在整流状态；当电机超同步运行时，转子向电网输出能量，转子侧变流器作整流运行，网侧变流器做逆变运行，将能量回馈到电网；当电机同步运行时，电网向转子馈入直流励磁电流，转子侧变流器作斩波运行，最后通过工控机仿真及显示，而且还能通过工控机控制上述的风速模拟装置、转子变流器以及网侧变流器工作，最终实现风电的模拟情况。

作为本实用新型的改进，所述风机模拟装置包括，

变频器，所述变频器用于输出不同频率的电源，通过在转矩控制模式和/或速度控制模式两种工作模式下工作以控制风机模拟装置模拟各种自然风并控制电拖平台工作；

风机模拟器，与变频器和工控机相连接并受控于工控机所输出的信号工作并控制变频器工作。

电表模块，连接风机模拟器，用于显示所述风机模拟器的电压、电流数据；

配电开关，用于对风机模拟装置供电。

通过采用上述技术方案，该变频器为矢量型变频器（ABB变频器），可以工作于转矩控制模式也可以工作于频率控制模式，用于输出不同频率的电源，最终可以通过对其控制模拟各种自然风；风机模拟器是一个存有风机计算模型的控制装置，与监控平台相接与ABB变频器相接，将监控平台中的风速模拟控制与风机模型相关数据转换为变频器合理工作模式控制与变频器的转矩或者转速控制数据，电表模块连接风机模拟器，用于显示风机模拟器的电压、电流数据，方便工作人员观察，配电开关用于对风机模拟装置供电，也可对整个系统的配电。

作为本实用新型的改进，所述电拖平台还包括

三相交流变频调速异步电机，连接变频器并受控于变频器工作；

联轴器，所述三相交流变频调速异步电机和双馈电机通过所述联轴器连接；

编码器，设置于所述双馈电机的自由轴伸端。

通过采用上述技术方案，该三相交流变频调速异步电机受控于变频器工作，由于三相交流变频调速异步电机与双馈电机通过连轴连接，当异步电机转动时带动双馈电机运转，对双馈电机励磁后，双馈电机能发出电能，该编码器安装在双馈电机的自由轴伸端用来测量磁极位置和电机转角及转速，具有测量准确、价格便宜，抗污染等特点。

作为本实用新型的改进，所述电拖平台还包括