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大型變速恒頻雙饋風力發電仿真實訓裝置,永磁同步風力發電實訓臺

1.大型雙饋風力發電系統

1.1整體方案

（1）動力控制系統, 用來模擬自然風通過葉槳產生的轉動力矩輸入到發電機的機械轉矩，為系統發電提供原動力。它由電動機、調速系統和控制系統構成。

（2）變速恒頻雙饋風力發電機的勵磁控制系統, 控制雙向可控逆變器使發電機變速恒頻運行。它由雙饋風力發電機, 雙向可控逆變器和控制軟件系統等構成。

（3）風力發電的主控系統, 對整個風力發電系統進行統一監控、管理和安全控制。主要包括監控主機和監控軟件、主控系統、多功能測控儀表、模擬風系統、風力發電安全系統及各類測量儀器儀表等。

風機實驗系統包含變槳、主控、主軸、齒輪箱、發電機、雙向可控逆變控制器、備用電源、風速模擬等，用于模擬實際風機運行狀態，測試相關硬件和軟件系統，分析風機離、并網發電系統的控制算法。

風機實驗系統電控部分包含主控系統、變槳系統、測試系統、逆變并網控制系統、監控系統等。

主控系統用于連接風速風向傳感器、震動傳感器、位置傳感器、測量、安全鏈、監控系統等，控制風速方向、偏航、變槳等信息。

變槳系統主要是用于控制三個槳葉的獨立轉動，模擬風機葉槳根據風速及風向變化情況完成變槳控制算法，實現變槳控制。

風機主控實驗系統特點：

1.先進性，滿足目前最主流的兆瓦級變速恒頻風機控制系統的要求；

2.開放性，無論是 PLC 還是計算機均可自主編程，滿足學生學習的要求；

3.適應性，可滿足不同功率、不同類型的風機測試和模擬；

模擬風發生系統

本實驗系統包括一套測試系統，由PLC、變頻器、工控機等組成，主要用于控制模擬風發生器的風速和風向，模擬實際運行的風速環境，其功能如下：

內部保存多種風速曲線，包括微風、陣風、大風、颶風等，包含風速變化趨勢曲線，可方便的模擬實際的風況；

通過變頻器控制，控制不同風速；

顯示屏可以顯示主控系統、變槳系統、偏航系統和測試系統的參數，并能方便控制；

測試系統通過對不同風速的控制，來測試不同風況下的風力發電機運行狀態。

技術參數

1、水平軸永磁同步風力發電機

輸出（整流）電壓：＞ +12V

葉片旋轉直徑：1.2m

葉片數量：3個

啟動風速：1m/s
切入風速：1.5m/s
安全風速：25 m/s

2、軸流通風機

    電壓：380V（由變頻器控制）

功率：0.37Kw

軸流風機支架

軸流風機框罩

3、側風偏航機械傳動機構

    尾翼偏航角度：0~90°

4、蓄電池容量：12V/7AH * 2

5、風力控制器

   額定輸出電壓、電流：12V/10A;

   蓄電池過充保護：14.40±0.2V，恢復13.8±0.2V

   蓄電池過放保護：10.80±0.2V，恢復12.5±0.2V

   單路直流輸出：有多種輸出控制方式可供選擇

6、離網逆變器：額定輸入電壓：10~15V

額定輸出電壓：AC220V±10%，50Hz±3Hz；DC5V額定輸出功率：300W

保護功能：過載、過壓、短路、低壓、高溫、反接

7、并網逆變器：最大輸入電壓：DC 30.2V；輸入電壓范圍：DC 10.5V～28V

標準電壓范圍：180V～260V

輸出功率：200W；頻率范圍：45Hz～53Hz

反相保護，島效應保護

8、直流穩壓電源：輸出電壓：3V~32V；額定輸出功率：60W

10、配置負載：直流負載

1、LED球泡燈：1W，12V；

2、風扇：5W,10-14V

交流負載

1、LED球泡燈：3W，220V；

2、交流感性負載：20W,220V

11、監控系統：10.2寸工業觸摸屏

三、實驗內容

1 永磁發電機的工作原理實訓

2 發電機的功率—轉速特性測試實訓

3 風輪與發電機的最佳功率匹配測試實訓

4 風力控制器工作原理實訓

5 風力控制器的過充保護實訓 　

6 風力控制器的過放保護實訓

7 離網逆變器的工作原理實訓

8 離網逆變器的欠壓保護實訓

9 離網逆變器的過壓保護實訓

10 離網逆變器負載實訓

11 離網逆變器輸出波形測試實訓

12 離網逆變效率實訓

13 離網風力發電實訓

14 并網逆變器的工作原理

15 數顯表的通訊設置

16、獨立風力發電實驗     

17、并網逆變器效率實驗

18、孤島效應實驗

19、并網型逆變器工作原理實驗