[发明专利]直驱同步风力发电机的模拟运行系统及模拟运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机的模拟运行系统及模拟运行方法，尤其涉及一种直驱同步风力发电机的模拟运行系统及模拟运行方法。

背景技术

风力发电机是一种将风能转化为电能的设备，研发出新机型后需要在厂内完成相关的型式试验，验证其功能指标是否符合设计要求。因为叶片较长、较大而需要风力驱动，厂内无法真正实现叶轮转动产生扭矩，所以设计一种拖动系统，由拖动端模拟叶轮转动产生扭矩带动风机中的发电机旋转，由变流器实现并网发电。

如图1所示是现有技术的同步风力发电机的模拟运行系统的结构示意图，该模拟运行系统由变频器01、变频器控制器02、被测电机G、减速齿轮箱03、拖动电机M、被测变流器04、被测变流器控制器05、隔离变压器T1组成，在现有技术中，拖动电机M采用的是异步电机，测试时由变频器01驱动拖动电机M高速旋转，减速齿轮箱03降低转速拖动被测电机G转动，并经由被测变流器04和隔离变压器T1实现并网发电。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有试验模拟系统的缺点在于：对于模拟运行系统而言，减速齿轮箱所占据的空间较大，并且随着测试次数的增加，齿轮箱的磨损加剧且可靠性大大降低。此外，由于风力发电机的机组功率容量不断地增大，需要较大减速齿轮箱和大容量的变频器，对于直驱同步电机测试，显然是一种资源浪费。

发明内容

本发明的实施例提供直驱同步风力发电机的模拟运行系统及模拟运行方法，提高直驱同步风力发电机的模拟运行系统的可靠性和测试实验的灵活性以及可扩展性。

为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种直驱同步风力发电机的模拟运行系统，包括：电网接入装置、两台风机装置以及变流器主控制器，每台所述风机装置包括一直驱同步双绕组型的电机和两条支路，每条支路上设置有一全功率型的变流器，该两条支路的第一端与所述电网接入装置连接，该两条支路的第二端分别与所述电机的两组绕组连接，两台所述风机装置的电机传动连接，传动比为1:1；在进行模拟运行时，通过所述变流器主控制器对各个变流器进行控制，使两台风机装置中的一台成为拖动风机装置，另一台成为被测风机装置。

本发明还提供了一种直驱同步风力发电机的模拟运行方法，该模拟运行方法基于上述的直驱同步风力发电机的模拟运行系统，其包括如下步骤：通过电网接入装置使各个支路的第一端与电网电连接；对每条支路上的变流器进行预充电；闭合每个变流器的网侧断路器和机侧断路器；选择一台风机装置作为拖动风机装置，对该拖动风机装置的两个变流器进行控制，使得该拖动风机装置的两个变流器的网侧变流器单元进行整流、机侧变流器单元进行逆变，将逆变后的电流分别输出到该拖动风机装置的电机的每组绕组上，并对该拖动风机装置的两个变流器的输出电流频率进行设定，驱动拖动风机装置的电机的拖动转速达到目标并网转速；选择另一台风机装置作为被测风机装置，对该被测风机装置的两个变流器进行控制，使该被测风机装置的两个变流器的机侧变流器单元进行整流、网侧变流器单元进行逆变，并使被测风机装置的两个变流器与电网进行并网，并对该被测风机装置的两个变流器进行目标并网功率的设定；监控所述拖动风机装置的电机的拖动转速，如果所述拖动转速低于所述目标并网转速，则调整所述拖动风机装置的两个变流器的输出电流频率，使所述拖动转速稳定在所述目标并网转速上。

本发明的模拟运行系统及模拟运行方法具有如下技术效果：在本发明的模拟运行系统中，采用了完全对等的两个风机装置，并将两个风机装置的电机直接进行传动连接，省去了现有技术中体积庞大的齿轮箱和变频器，节省了模拟运行系统所占的空间。并且，通过变流器主控制器对各个变流器的控制，可以灵活地将两个风机装置的角色进行调换，增大了模拟运行系统的灵活性以及可扩展性。

附图说明

图1为现有技术的同步风力发电机的模拟运行系统的结构示意图。

图2为本发明实施例一的模拟运行系统的结构示意图。

图3为本发明实施例一的变流器及变流器主控制器的结构示意图。

图4为本发明实施例一变流器主控制器的模块结构示意图。

图5为本发明实施例一的测量系统的数据采集功能的树状结构示意图。

图6为本发明实施例二的模拟运行系统的结构示意图。

图7为本发明实施例三的模拟运行方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

实施例一