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大型双馈风力发电实验系统/双馈风力发电系统

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[产品分类]：新能源景物互补太阳能实训
[规格型号]：TW-SNY65
[产品价钱]：询价
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TW-SNY65 大型双馈风力发电实验系统/双馈风力发电系统

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1.大型双馈风力发电系统

1.1整体计划

（1）动力控制系统, 用来模拟自然风通过叶桨爆发的转动力矩输入到发电机的机械转矩 ，为系统发电提供原动力。它由电念头、调速系统和控制系统组成。

（2）变速恒频双馈风力发电机的励磁控制系统, 控制双向可控逆变器使发电机变速恒频运行。它由双馈风力发电机, 双向可控逆变器和控制软件系统等组成。

（3）风力发电的主控系统, 对整个风力发电系统举行统一监控、治理和清静控制。主要包括监控主机和监控软件、主控系统、多功效测控仪表、模拟风系统、风力发电清静系统及种种丈量仪器仪表等。

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风机实验系统包括变桨、主控、主轴、齿轮箱、发电机、双向可控逆变控制器、备用电源、风速模拟等 ，用于模拟现实风机运行状态 ，测试相关硬件和软件系统 ，剖析风机离、并网发电系统的控制算法。

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风机实验系统电控部分包括主控系统、变桨系统、测试系统、逆变并网控制系统、监控系统等。

主控系统用于毗连风速风向传感器、震惊传感器、位置传感器、丈量、清静链、监控系统等 ，控制风速偏向、偏航、变桨等信息。

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变桨系统主要是用于控制三个桨叶的自力转动 ，模拟风机叶桨凭证风速及风向转变情形完成变桨控制算法 ，实现变桨控制。

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测试系统主要控制风速模拟系统 ，用于模拟自然风速风向 ，来测试风力发电机在差别风速风向情形下的运行状态；

离、并网控制主要完成风力资源的离、并网使用 ，剖析系统运行的种种工况。

1.2大型风力发电模拟实验系统选型

1.2.1系统整体结构

在实验室情形下研究风力发电系统, 无法获得现场的风能输入, 也无法装置重大的桨叶, 因此用原念头及模拟风系统实现风力发电机的机械和电气输出特征；风力发电实验系统组成图 ，如图6

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1.2.2系统组成


系统包括

产品

部件

用途

数目

主控实验系统

风力发电系统

风机模拟系统

包括监控主机和监控软件、多功效仪表、种种丈量仪表及低压电气元件 ，实现整机系统的状态显示、参数设置及检测、控制操作等。

1套

清静链

急停、刹车系统、震惊和位置等多种传感器 ，实现系统异常时的�；すπ�。

偏航系统

包括偏航电机、偏航控制器、蜗杆式齿轮箱、偏航齿轮、扭揽开关等组成 ，配合偏航控制器及模拟风爆发系统完成偏航实验。

变浆系统

包括变浆电机、变浆控制器、蜗杆式齿轮箱、轮毂、限位开关等组成 ，配合变桨控制器完成变浆实验。

主控系统

主站PLC为主的主控系统、分站PLC为辅的从站系统 ，实现整机系统的控制 ，数据收罗等功效。

模拟风爆发系统

包括模拟风爆发器、风速风向仪及显示装备、风向控制系统等 ，模拟种种现实风况 ，并完成风速和风向信息的检测。

调速系统

主要包括原念头的调速装置 ，通过调速装置调理原念头的状态 ，从而通过齿轮箱间接改变风叶的转动情形 ，模拟风速对桨叶的改变 ，为变浆控制提供实验条件。

逆变单位

包括双向离、并网逆变器、HMI等 ，实现风机离、并网功效 ，对主控系统参数举行监控 ，完成双馈发电机的并网实验。

备用电源

主要以电池组为主 ，种种低压电器元件为辅 ，实现变浆系统在异常情形下的供电。

模拟运行算法

包括 PLC 算法和组态软件控制算法 ，建设现实风力发电机控制模子 ，测试主控系统。

1.2.3主控实验系统

主控实验系统包括主控控制系统以及模拟风爆发系统 ，风机主控系统如图8。

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主控系统是风力发电机控制的焦点 ，在知足风力发电机清静运行的条件下 ，尽可能的获取*大功率。

主控系统用于模拟现实 1.5～3 MW双馈型风机的主控系统 ，主要用于模拟现实风机的主控系统 ，收罗变浆和偏航的IO 点 ，实现整机控制。HMI用于显示和控制PLC 系统。

风力发电机主控系统接纳主控PLC 与专用HMI ，与现实风机控制系统一致 ，知足风机控制要求。

风力发电机整机模拟系统包括操作台柜、PLC、按钮、指示灯、测控仪表、风速风向爆发仪、监控系统等 ，用于模拟风机内部种种控制信号。模拟测试系统与现实控制辖档同接 ，来模拟风机运行的现实状态。风力发电机内部模拟控制信号可通过PLC编程控制 ，用户也可在现有硬件基础上自行开发控制软件 ，实现对种种自然风的模拟 ，完成对风力发电机控制算法的研究。

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通过风力发电机控制系统与风力发电机模拟系统的毗连 ，尽可能的模拟现实风力发电机运行的工艺特点和控制要求。此系统开放性强 ，可通过对控制系统和模拟系统的PLC编程 ，实现对差别类型风力发电机的模拟以及控制仿真�？捎糜谘趵砺垩芯俊⒀笛榈�。

此套系统主要功效包括：

■可通过此系统 ，让学生学习主控系统的设置、特点和工艺要求；

■可通过此系统 ，让学生学习主控软件编写和调试；

■可通过此系统 ，让学生研究和模拟差别风机的运行特点；

■可通过此系统 ，让学生研究和调试风机焦点控制算法；

■可通过此系统 ，测试完整的主控系统 ，实现主控系统电气、软件等测试

风机主控实验系统特点：

■ 先进性 ，知足现在*主流的兆瓦级变速恒频风机控制系统的要求；

■ 开放性 ，无论是PLC 照旧盘算机均可自主编程 ，知足学生学习的要求；

■ 顺应性 ，可知足差别功率、差别类型的风机测试和模拟；

1.2.4模拟风爆发系统

本实验系统包括一套测试系统 ，由PLC、变频器、工控机等组成 ，主要用于控制模拟风爆发器的风速和风向 ，模拟现实运行的风速情形 ，其功效如下：

■ 内部生涯多种风速曲线 ，包括微风、阵风、大风、飓风等 ，包括风速转变趋势曲线 ，可利便的模拟现实的风况；

■ 通过变频器控制 ，控制差别风速；

■显示屏可以显示主控系统、变桨系统、偏航系统和测试系统的参数 ，并能利便控制；

■ 测试系统通过对差别风速的控制 ，来测试差别风况下的风力发电机运行状态。

1.3系统主要�？楣π氐愫褪忠詹问�

1.3.1双馈发电机

额定功率：3kW

额定电压：380V

转子电压：124V

转子开路电压：620V

额定转速：1200rpm

级数：6

防护品级：IP44

1.3.2双馈可控逆变控制系统

响应速率：<300us

额定电压：380V

额定频率：50Hz

频率波动规模：±1HZ

电网电压总谐波畸变率：4%

额定容量：<=10kW

功率因数：0.951

效率：满功率时>=95%

冷却方法: 空冷

并网时间：<2s

通讯方法：profibus DP

噪声：＝<70dB

1.3.3齿轮箱

*大负载10kW ， 变速比1:90

1.3.4控制系统

1.3.5检测用传感器

电机速率、位置编码器、电流、电压传感器。随驱动器供货 ，详细凭证定货现实参数

1.3.6电控柜系统

由调速控制柜、变流控制柜、备用电源柜、主控主控台组成。

1.3.7 PLC控制系统

接纳主站PLC为主的主控系统、分站PLC为辅的偏航及变浆系统 ，Profibus DP通讯接口。系统可以通过远程操控 ，组态控制软件 ，提供标准的编程接口。

1.3.8底座

（1）组成：基座、塔杆、偏航系统支架、机舱；

（2）基座：系统尺寸：3.8m×1m×3m规模内；底座的设计与系统设计历程中接纳的详细器件有关 ，可以凭证器件及客户需求*终确定结构尺寸及加工。

（3）机舱：叶桨、轮毂、齿轮箱、拖动系统、发电机、传感器等。

1.3.9风速模拟驱动系统

用来模拟风力发电机中风吹风轮转动情形 ，是实验系统的动力源。其中包括电念头部分和驱动器部分：

(1) 电念头：三相交流异步电念头

额定电压：380V

额定电流：15.3A

额定功率：7.5kW

额定转速：1440r/min

(2)驱动器：西门子440变频器

■ 主要特征：

调试简朴

6个可编程 ，带隔离的数字输入

2个可编程的模拟输出

3个完全的可编程的继电器输出

完善的变频器和电念头�；すπ�

■ 控制功效的特点：

*新的IGBT手艺

数字微处置惩罚器控制

高质量的矢量控制系统

线性V/F特征

平方V/F特征

高品质的PID控制器

集成的制动（斩波）器

4个跳转频率

■�；すπВ�

过载能力

过压/欠压�；�

变频器过温�；�

接地故障�；�

短路�；�

闭锁电念头�；�

避免电念头失速

参数连锁

1.3.10风速风向模拟系统

（1）风速风向仪

■ 手艺指标：

风速丈量规模：0-60m/s

风速丈量精度：±0.4m/s

风向丈量规模：0-360°

风向丈量精度：±2°

电压：DC9V-24V

传输方法：数字传输485/模拟接口

（2）变频器

额定电压：380V

额定功率：1.5kW

功效：过载报警、外部故障�；⑶费雇；S485通讯接口

（3）模拟风爆发器

额定电压：380V

额定功率：0.85kW

*大流量：210m?/h

*大吹力：220mbar

1.3.11监控系统

■  手艺指标：

操作系统：Windows XP/CE ，WinXPE

装置方法：控制柜面板

事情情形温度：-20℃~50℃

事情相对湿度：10～95%  ，无凝聚

■  功效特点：

宽温度设计 ，适合低温下稳固运行

清静�；� ，避免风力振动带来的损坏

支持Windoews系统的软件开发

风电机组控制

参数显示和设置

权限控制

故障纪录盘问

历史数据盘问和统计

1.3.12主控制器功效特点

■ 高性能

设置工业级533MHz处置惩罚器 ，拥有纳秒级（13ns）的处置惩罚速率；

程序运行周期*小可达10ms；

支持多使命设置 ，*多可设置32种差别使命。

■ 高可靠性

�；ぜ巴ㄑ恫皇艿绱抛倘�；

风电主控制器已通过UL、CE认证；

背板背面所有接地 ，有用对抗脉冲群滋扰；

具备优异的电磁兼容性 ，现场与系统、通道与通道间接纳隔离步伐。

■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法选择 ，知足风力发电机上通讯装备的需求；

■精彩的情形顺应性

宽温型设计 ，存储温度-40℃～70℃ ，运行温度-25℃～60℃；

精彩的三防工艺 ，防盐雾、防湿热、防霉菌 ，适合于沙漠、滩涂以及海优势力发电机。

■强盛的冗余和自诊断功效

拥有强盛的自诊断功效 ，DO�？榫哂谢囟凉π� ，举行数据较量自检；

具有掉电检测和超量程及超限报警功效；

支持电源冗余、CPU冗余、通讯冗余 ，知足海优势机的高可靠性要求；

■适合风电应用的专家�？�

高速测频�？椤⒐庀送ㄑ赌？椤⒌缌渴章弈？榈� ，用于完成风电特殊信号的收罗和通讯；

■ 易用性和易维护性

�？橹С执绮灏� ，新�？樽远傩惺莸某跏蓟柚� ，并快速与CPU建设通讯；

编程软件切合IEC61131-3国际标准 ，具有LD、IL、FBD、ST、SFC和CFC六种编程语言；

无邪的SD存储卡 ，可举行工程恢复及备份复制 ，使系统维护越发利便、快捷；

背板上设计有防混销 ，以阻止插错�？�；

接纳WAGO端子接线 ，简朴牢靠。包管机舱震惊过大时 ，接线不脱落；

形状小巧 ，易于装置 ，既可疏散 ，也可集中；

1.3.13主控制器编程软件

■功效特点

切合IEC61131-3标准的编程语言

强盛的运算功效 ，支持32位浮点运算

支持数组、指针 ，利便实现重大运算

支持软件仿真、在线调试及用户代码检查功效

集成故障数据剖析和显示功效

具有用户程序密码�；すπ�

六种编程语言 ，知足编程职员举行重大的逻辑控制需求

子程序之间可接纳差别的编程语言 ，并可相互挪用

支持编写自界说块、函数和子程序可生涯为内部库的形式

自界说内部库可以在差别工程中挪用

可对风机中的要害变量举行采样跟踪 ，如风速、桨距角

角度、风向、发电机输出电流、电压、变流器反响转矩

等举行实时跟踪 ，并生涯数据

1.3.14清静链

震惊、过压、超速、解缆失灵等故障�；は低� ，可以阻止系统失控。

1.3.15电源

实验室提供50kVA三相四线AC 380V交流电源、5kVA的AC 220V交流电源及可靠的接地系统。

2.系统功效

风力发电机实验系统主要用于学生的教学实践和科研开发 ，通过风机控制系统与风机模拟系统的毗连 ，尽可能的模拟现实风力发电机运行的工艺特点和控制要求。此系统开放性强 ，可通过对控制系统和模拟系统的PLC 编程 ，实现对差别类型风机的模拟以及控制仿真 ，可用于学心理论研究、实践等。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、无功调理。

■主要实验功效如下：

风力发电机接线形式实验

空载运转实验

并网历程实验

并网一连运行实验

风速模拟实验

转距模拟实验

发电功率模拟实验

其它相关发电性能及丈量实验

脱网�；つＤ馐笛�

控制战略模拟实验

主控系统的设置、特点和工艺要求

学习主控软件编写和调试

研究和调试风机焦点控制算法

自主编程应用

风力发电现场参数收罗的逻辑剖析

3.装备装置建议

厂家要求：室内装置 ，楼层高度不低于3m ，楼层为一楼 ，门宽3m ，楼层走廊3m。

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