[实用新型]基于风轮特性模拟的双馈风电机组发电实验台

说明书

技术领域

本实用新型提供一种基于风轮特性模拟的双馈风电机组发电系统，能够通过拖动电动机模拟风电机组风轮特性，同时对双馈风力发电机、变流器及控制策略进行实验。 

背景技术

随着世界对可再生能源的开发和利用速度迅速提高，作为可再生能源之一的风能，对其开发和利用速度成倍数增长，而作为主要获取风能手段之一的风力发电技术，是人们现阶段及未来主要研究方向。而针对各大院校、风电培训机构及相关专业的研究人员，直接在风机上进行实验有许多困难。首先，风电机组包含发电系统、变桨系统、液压系统、偏航系统等各系统组成，实现单独发电部分实验是不能完成的。其次，由于机舱空间狭小，无法满足多人实验。再有，自然风是不可控制，需要周期性的观察，添加了实验难度。 

发明内容

实用新型目的：本实用新型提供一种基于风轮特性模拟的双馈风电机组发电实验台，其目的是解决以往各大院校、风电培训机构及相关专业的研究人员面临的针对风力发电实验困难的问题。 

技术方案：本实用新型是通过以下技术方案实现的：

基于风轮特性模拟的双馈风电机组发电实验台，其特征在于：实验台包括拖动系统、发电系统、控制器及人机交互界面，拖动系统连接发电系统，拖动系统和发电系统均连接至控制器，控制器连接人机交互界面。

拖动系统包括拖动电动机、拖动驱动器及拖动测速编码器，拖动测速编码器设置在拖动电动机上，拖动测速编码器及拖动电动机均连接至拖动驱动器，拖动驱动器连接至控制器。

发电系统包括机侧功率单元、网侧功率单元、双馈发电机、双馈发电机编码器和电网监测单元；双馈发电机的发电机定子的一侧通过联轴器与拖动电动机连接，双馈发电机与拖动电动机同轴心设置，双馈发电机编码器设置在双馈发电机的双馈发电转子的一侧；双馈发电机的双馈发电转子连接至机侧功率单元，双馈发电机的发电机定子连接至网侧功率单元；双馈发电机编码器连接至机侧功率单元，机侧功率单元连接至控制器；机侧功率单元和网侧功率单元之间相互连接，机侧功率单元和网侧功率单元均连接至电网监测单元，电网监测单元连接至控制器。

优点及效果：本实用新型提供一种基于风轮特性模拟的双馈风电机组发电实验台，其应用拖动系统模拟风轮转速，主控制器通过与拖动驱动器系统通讯，完全模拟实际风轮的运行状态，同时应用双馈风力发电机、变流器及控制策略来进行实验，达到其实验效果与实际机组一致的目的。

本实用新型在不具备自然风的条件下，利用拖动系统模拟风轮特性，极大程度的满足了实验要求，同时拖动系统配有多种实验，更加清晰的掌握风轮特性，同时采用双馈发电机作为发电系统的核心，方便研究其工作状态及工作原理，不受自然条件及空间限制。

附图说明：

图1为本实用新型的拖动系统结构示意图；

图2为本实用新型的发电系统结构示意图；

图3为本实用新型的总体结构示意图。

具体实施方式：下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

如图3所示，本实用新型提供一种基于风轮特性模拟的双馈风电机组发电实验台，实验台包括拖动系统、发电系统、控制器及人机交互界面，拖动系统连接发电系统，拖动系统和发电系统均连接至控制器，控制器连接人机交互界面1。

如图1所示，拖动系统包括拖动电动机7、拖动驱动器4及拖动测速编码器12，拖动测速编码器12设置在拖动电动机7上，拖动测速编码器12及拖动电动机7均连接至拖动驱动器4，拖动驱动器4连接至控制器2。

该拖动系统主要是功能完成风轮特性的模拟，模拟过程如下：

1)    通过人机界面设定机组类型，可以模拟百千瓦至兆瓦级机组。

2)    通过人机界面设定风模型，可以模拟基本风、自然风、阵风、渐变风等风模型。

3)    通过控制与拖动驱动器通讯，使其控制拖动电机以给定的速度、转矩旋转，同时在拖动电机侧安装有拖动测速编码器，作为拖动电机反馈信号。

4)    通过人机界面选择，可以观察风轮转速曲线，使其在脱网条件下，模拟风机风轮转速曲线及转矩曲线。

5)    通过设定风模式，改变风速值，从而更加灵活的观察一段时间内风轮曲线的变化。