[實(shí)用新型]大型風(fēng)機(jī)縮比模型教學(xué)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220705482.7
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN203204922U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段振云;邢作霞;張明遠(yuǎn);楊俊友;姜立兵;張忠叢;井艷軍;趙文輝;段博志
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B25/02
• 分類號(hào): G09B25/02
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周智博

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電的高教儀器設(shè)備領(lǐng)域，特指一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真模擬設(shè)備，應(yīng)用于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真模擬試驗(yàn)臺(tái)及其并網(wǎng)檢測方法。?

背景技術(shù)：

近年來，在化石能源日益消耗并造成環(huán)境嚴(yán)重惡化的今天，風(fēng)能作為清潔能源已經(jīng)等到廣泛的應(yīng)用，它越來越被人們重視，其中一種有效的利用發(fā)式就是風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電成為各國的研究重點(diǎn)。要進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)的研究，最理想的方法是進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。但是受環(huán)境、白然因素、天氣、設(shè)備的體積龐大等條件的影響，不能隨時(shí)對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，現(xiàn)場條件又較為惡劣，這給現(xiàn)場試驗(yàn)帶來很多困難。因此在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)造風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的模擬平臺(tái)就變得很有必要，通過模擬平臺(tái)來模擬實(shí)際風(fēng)力機(jī)的工作特性，利用風(fēng)力機(jī)的模擬特性進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的相關(guān)研究。?

世界上主要的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)是最優(yōu)化的技術(shù)，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)成為當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電中的主流機(jī)型，目前，針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)主要是針對低電壓穿越性能的試驗(yàn)和機(jī)組出場前的測試。并未有全面的實(shí)驗(yàn)仿真模擬系統(tǒng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。?

以往實(shí)驗(yàn)臺(tái)都是單向的，只能完成一種發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，而并未對風(fēng)機(jī)的整體模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。?

實(shí)用新型內(nèi)容：

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型提供一種大型風(fēng)機(jī)縮比模型教學(xué)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)及其并網(wǎng)檢測方法，其目的是解決以往的實(shí)驗(yàn)臺(tái)只能完成一種發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)而無法全面的實(shí)現(xiàn)仿真模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題。?

技術(shù)方案：本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：?

一種大型風(fēng)機(jī)縮比模型教學(xué)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要包括葉輪、拖動(dòng)電機(jī)、雙饋發(fā)電機(jī)、雙向變流器、系統(tǒng)控制器和并網(wǎng)柜；葉輪設(shè)置在輪轂上，輪轂通過主軸與齒輪箱連接，齒輪箱通過同步帶輪與拖動(dòng)電機(jī)連接，拖動(dòng)電機(jī)一方面連接雙饋發(fā)電機(jī)，另一方面通過風(fēng)況模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接至變壓器，變壓器連接至并網(wǎng)柜；雙饋發(fā)電機(jī)一方面通過定子并網(wǎng)開關(guān)及定子空開連接至變壓器，另一方面連接至雙向變流器，雙向變流器連接至變壓器；系統(tǒng)控制器連接雙向變流器。?

在葉輪的輪轂上還設(shè)置有偏航電機(jī)，在齒輪箱上設(shè)置有滑環(huán)，偏航電機(jī)和滑環(huán)均連接至系統(tǒng)控制器。?

在拖動(dòng)電機(jī)與雙饋發(fā)電機(jī)之間設(shè)置有與液壓站連接的高速閥，高速閥也連接至系統(tǒng)控制器。?

雙饋發(fā)電機(jī)通過du/dt濾波器連接至雙向變流器，雙向變流器通過輸入濾波器及并網(wǎng)開關(guān)連接至變壓器。?

系統(tǒng)控制器連接至雙向變流器的變流控制器。?

如上所述的大型風(fēng)機(jī)縮比模型教學(xué)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的并網(wǎng)檢測方法，?其特征在于：該方法為將三只燈泡直接跨接于電網(wǎng)與雙饋發(fā)電機(jī)定子的對應(yīng)相之間，具體步驟如下：①通過雙饋?zhàn)兞髌髡{(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的大小改變定子端感應(yīng)電壓，使定子感應(yīng)電壓與電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位相同；②電壓調(diào)整好后，如果相序一致，燈光應(yīng)該表現(xiàn)為明暗交替，如果燈光不是明暗交替，則說明相序不一致，這時(shí)應(yīng)該調(diào)整發(fā)電機(jī)的出線相序，必須停止拖動(dòng)系統(tǒng)等到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為零，斷開隔離開關(guān)之后調(diào)整轉(zhuǎn)子相序或者定子相序?qū)崿F(xiàn)，嚴(yán)格保證相序一致；③根據(jù)f₁＝f₂+f_m，其中f₁網(wǎng)側(cè)電壓頻率，f₂勵(lì)磁電流頻率，f_m發(fā)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)頻率，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)雙饋?zhàn)兞髌鲃?lì)磁電流的頻率來改變定子側(cè)感應(yīng)電壓的頻率直到燈光明暗交替十分緩慢時(shí)，說明定子感應(yīng)電壓的頻率和電網(wǎng)電壓頻率十分接近，這時(shí)等待燈光完全變暗的瞬間到來，即可合閘并網(wǎng)開關(guān)。?

實(shí)驗(yàn)臺(tái)的變流器控制策略，該控制策略包括外環(huán)控制和內(nèi)環(huán)制器；外環(huán)控制選用的是有功和無功控制，有功功率外環(huán)可以為轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速外環(huán)控制，內(nèi)環(huán)制器為電流閉環(huán)控制，其中定子側(cè)有功功率p_s、定子側(cè)無功功率Q_s、電磁轉(zhuǎn)矩T_e和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω_r為測試儀器實(shí)測的數(shù)值反饋到控制器中。?