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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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