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YUY-SF-01A双馈风力发电机模拟试验系统
发布时间：2017-11-18 点击次数：次
一、系统简介
双馈风力发电机模拟系统主要用于教学实践，系统采用异步变频拖动单元，宽范围模拟风力发电机运行转速，用户可根据需要调节拖动单元转速来达到模拟风速变化引起的发电机转速变化。可模拟实际风力发电机运行的工艺特点和控制要求。通过开放式主控系统，可通过对控制系统和模拟系统的PLC 编程，实现对不同类型风机的模拟以及控制仿真，实现变速恒频风力机组发电状态的模拟，包括转速、转矩、发电量及有功、无功调节。达到变速恒频风力机组的并网发电等过程各参数的实验研究。
双馈发电实验台
1.主要完成的实验内容
（1）风力发电机接线形式实训；
（2）空载运转实训；
（3）并网过程实训；
（4）并网连续运行实训；
（5）风速模拟实验；
（6）转距模拟实验；
（7）发电功率模拟实验；
（8）其它相关发电性能及测量实验；
（9）脱网保护模拟实训；
（10）控制策略模拟实验；
（11）主控系统的配置、特点和工艺要求实训；
（12）主控软件编写和调试实训；
（13）研究和调试风机核心控制算法实验；
（14）自主编程应用实训；
2.双馈风力发电机模拟实验台组成
系统分为拖动单元、控制单元、发电单元、测量单元。
（1）拖动单元：模拟系统因风速变化而引起的转速变化
（2）控制单元：分析系统状态，控制系统运行，实现数据模拟
（3）并网发电单元：双馈发电机与并网变流器实现风机并网过程。
（4）测量单元：系统各信号采集传输到主控系统中。
双馈风力发电机整机模拟系统包括操作台柜、PLC、驱动变频器、双PWM变流器、负载测试柜，按钮、指示灯、测控仪表、监控系统等。风力发电机内部模拟控制信号可通过PLC编程控制，也可在现有硬件基础上自行开发控制软件，实现对各种自然风的模拟，完成对风力发电机控制算法的研究。
主控系统主要功能包括：
1）学习主控系统的配置、特点和工艺要求；
2）学习主控软件编写和调试；
3）模拟不同风机的运行特点；
4）调试风机核心控制算法；
5）测试完整的主控系统，实现主控系统电气、软件等测试
双馈风力发电机主控系统应具备的特点：
1）先进性，满足目前主流的1.5～3兆瓦级变速恒频风机控制系统的要求；
2）开放性， PLC 可自主编程，满足学生学习的要求；
3）适应性，可满足不同功率、不同类型的风机测试和模拟。
7.系统具备的功能特点
（1）高可靠性：保护及通讯不受电磁干扰；风电主控制器背板背面全部接地，有效抵抗脉冲群干扰；具备良好的电磁兼容性，现场与系统、通道与通道间采用隔离措施。
（2）开放性强：支持多种现场总线协议，如 Modbus、Profibus-DP等，同时提供多种接口方式选择，满足风力发电机上通讯设备的需求。
（3）环境适应性：宽温型设计，存储温度-40℃～70℃，运行温度-25℃～60℃；具有三防工艺，防盐雾、防湿热、防霉菌。
（4）具有冗余和自诊断功能：有自诊断功能，DO模块具有回读功能，进行数据比较自检；具有掉电检测和超量程及超限报警功能；支持电源冗余、CPU冗余、通讯冗余，满足高可靠性要求。
8.安全链过压、超速、超压、电网故障等故障保护系统，避免系统失控。
二、系统配置：
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双馈风力发电机模拟系统主要用于教学实践，系统采用异步变频拖动单元，宽范围模拟风力发电机运行转速，用户可根据需要调节拖动单元转速来达到模拟风速变化引起的发电机转速变化。可模拟实际风力发电机运行的工艺特点和控制要求。通过开放式主控系统，可通过对控制系统和模拟系统的PLC 编程，实现对不同类型风机的模拟以及控制仿真，实现变速恒频风力机组发电状态的模拟，包括转速、转矩、发电量及有功、无功调节。达到变速恒频风力机组的并网发电等过程各参数的实验研究。
双馈发电实验台
（1）风力发电机接线形式实训；
（2）空载运转实训；
（3）并网过程实训；
（4）并网连续运行实训；
（5）风速模拟实验；
（6）转距模拟实验；
（7）发电功率模拟实验；
（8）其它相关发电性能及测量实验；
（9）脱网保护模拟实训；
（10）控制策略模拟实验；
（11）主控系统的配置、特点和工艺要求实训；
（12）主控软件编写和调试实训；
（13）研究和调试风机核心控制算法实验；
（14）自主编程应用实训；
2.双馈风力发电机模拟实验台组成
系统分为拖动单元、控制单元、发电单元、测量单元。
（1）拖动单元：模拟系统因风速变化而引起的转速变化
（2）控制单元：分析系统状态，控制系统运行，实现数据模拟
（3）并网发电单元：双馈发电机与并网变流器实现风机并网过程。
（4）测量单元：系统各信号采集传输到主控系统中。
双馈风力发电机整机模拟系统包括操作台柜、PLC、驱动变频器、双PWM变流器、负载测试柜，按钮、指示灯、测控仪表、监控系统等。风力发电机内部模拟控制信号可通过PLC编程控制，也可在现有硬件基础上自行开发控制软件，实现对各种自然风的模拟，完成对风力发电机控制算法的研究。
主控系统主要功能包括：
1）学习主控系统的配置、特点和工艺要求；
2）学习主控软件编写和调试；
3）模拟不同风机的运行特点；
4）调试风机核心控制算法；
5）测试完整的主控系统，实现主控系统电气、软件等测试
双馈风力发电机主控系统应具备的特点：
1）先进性，满足目前主流的1.5～3兆瓦级变速恒频风机控制系统的要求；
2）开放性， PLC 可自主编程，满足学生学习的要求；
3）适应性，可满足不同功率、不同类型的风机测试和模拟。
7.系统具备的功能特点
（1）高可靠性：保护及通讯不受电磁干扰；风电主控制器背板背面全部接地，有效抵抗脉冲群干扰；具备良好的电磁兼容性，现场与系统、通道与通道间采用隔离措施。
（2）开放性强：支持多种现场总线协议，如 Modbus、Profibus-DP等，同时提供多种接口方式选择，满足风力发电机上通讯设备的需求。
（3）环境适应性：宽温型设计，存储温度-40℃～70℃，运行温度-25℃～60℃；具有三防工艺，防盐雾、防湿热、防霉菌。
（4）具有冗余和自诊断功能：有自诊断功能，DO模块具有回读功能，进行数据比较自检；具有掉电检测和超量程及超限报警功能；支持电源冗余、CPU冗余、通讯冗余，满足高可靠性要求。
8.安全链过压、超速、超压、电网故障等故障保护系统，避免系统失控。
二、系统配置：
| 序号 | 类 别 | 名 称 | 规格、参数 | 数量 |
| 1 | 主机硬件部分 | 发电机 | 10KW双馈发电机 定制 | 1台 |
| 原动机 | 15KW交流电机 | 1台 | ||
| 交流负载柜 | 10KW，共分4档 | 1台 | ||
| 电参数测试仪 | 0-500V 0-40A 20KW | 1台 | ||
| 底座 | 1.8m * 0.6m * 0.6m | 1套 | ||
| 转距测试仪 | 1-30000 r/m 100 mN .M | 1台 | ||
| 2 | 控制系统 | 主机控制台 | 含组态软件、控制系统、仪表等。 | 1套 |
| 3 | 变流器 | GBL700-102 | 1个 |
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