目前国内风电变流器的研究是整个风电产为研究的重点方向之一,基于本方案构建的完整风力机系统和试验发电机,用户完全可以进行全功率变频器和双馈变流器的控制算法、拓扑结构等方面的研究。本实验装置配置实验型四象限变流器,能够实现永磁同步发电机并网变速恒频调节、最大功率跟踪等功能。
全功率风机变流器是全功率风力发电机组的重要组成部分,通过与系统的协调工作,实现风电机组输出功率的变换和并网,其主要优点如下:
1、通过全功率风机变流器的控制作用,将不断变化的风能转化为频率、电压恒定的交流电馈入电网,保证风力发电机组稳定可靠地并网运行;
2、通过对发电机输出转矩的控制,实现最大功率输出;
3、与电机直接并网的风力发电系统相比,全功率风机变流器实现了发电机组与电网间的隔离,转速与电网频率之间的耦合问题得以解决,避免了因电网波动对发电机组稳定运行所带来的不利影响。
采用双PWM背靠背交流系统的全功率变频器组成如下图所示,主要包括机侧整流器、风侧逆变器和各自的控制器以及信号采集电路。
“永磁同步风力发电实验系统”根据MW级永磁直驱风力发电机组特性设计风力机模拟器,配置低速永磁同步发电机、全功率变流器、减速箱,可以完成MW级永磁直驱风电机组的多种典型风力机特性、变速恒频、最大功率跟踪,电能质量分析等方面实验,由于系统良好的开放性,可以作为用户研究、测试风力机模拟器、全功率变流器、最大功率跟踪算法的平台。
1、永磁同步风力发电机特性与离线仿真;
2、风力发电机正常启机、停机与并网;
3、风力发电机功率控制与最大功率跟踪试验;
4、永磁同步发电机电参数测量与电能质量分析;
设计性实验:
5、风力机模拟器控制程序设计;
6、系统组态编程设计。