DB-FN02 雙饋風(fēng)力發(fā)電實驗系統(tǒng)

 5.0 kW背靠背變流器主要指標(biāo)

2.3 設(shè)備主要配置參數(shù)

三、雙饋系統(tǒng)低電壓穿越與實驗
3.1 電網(wǎng)電壓跌落的危害
對雙饋風(fēng)電機(jī)組來說：
? 出現(xiàn)的過電流會損壞電力電子器件；
? DC端過電壓，將威脅直流側(cè)元器件；
? 附加的轉(zhuǎn)矩、應(yīng)力過大則會損壞風(fēng)電機(jī)組的機(jī)械部件；
對電網(wǎng)來說：
? 引起電網(wǎng)頻率降低；
? 引起電網(wǎng)線壓降低；
? 引發(fā)聯(lián)鎖效應(yīng)，導(dǎo)致大面積電網(wǎng)癱瘓。
3.2 低電壓穿越LVRT定義及意義
當(dāng)電網(wǎng)故障或擾動引起風(fēng)電場并網(wǎng)點的電壓跌落時，在電壓跌落的范圍內(nèi)，風(fēng)電機(jī)組能夠不間斷并網(wǎng)運(yùn)行。
它對系統(tǒng)由較為重要的意義：
? 風(fēng)機(jī)能夠不脫網(wǎng)持續(xù)運(yùn)行；
? 能夠?qū)﹄娋W(wǎng)進(jìn)行動態(tài)無功功率Q支撐；
? 有助于有功功率P恢復(fù)；
3.3 國內(nèi)低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn)
對于低電壓穿越，要求如下圖所示，方案完全遵循此標(biāo)準(zhǔn)：

低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn)
? 并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時，保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行625ms ；
? 跌落后2s 內(nèi)恢復(fù)到額定電壓的90%時，不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。
? 無功支撐：響應(yīng)時間不大于75ms，持續(xù)時間不少于550ms ；無功電流滿足IT≥1.5×（0.9-UT）IN ，（0.2≤UT≤0.9）
? 有功恢復(fù)：故障切除后以至少10%額定功率/秒的功率恢復(fù)到故障跌落前的功率；
3.4 低電壓穿越LVRT實驗方案介紹
主要為在變流器上添加Crowbar和Chopper電路，并在變流器中進(jìn)行相應(yīng)控制：
? Crowbar：其響應(yīng)時間短，能夠保護(hù)變流器IGBT、吸收和衰減畸變電流和諧波電流
? Chopper：主要考慮單管吸收回路的設(shè)計，不同于Crowbar的投切工作方式，Chopper裝置在運(yùn)行過程中會進(jìn)行100Hz左右的斬波動作，大電流關(guān)斷時的尖峰很容易導(dǎo)致IGBT過壓實效。因此設(shè)計了RCD吸收回路和低感功率回路。
四、雙饋系統(tǒng)實驗主控軟件
FaceView實驗主控軟件具有風(fēng)速特性模擬和風(fēng)機(jī)主控功能，能模擬幾種典型風(fēng)速如：微風(fēng)、陣風(fēng)、持續(xù)大風(fēng)、持續(xù)中速風(fēng)、或四種風(fēng)速合成特性。主控和風(fēng)機(jī)模擬的參數(shù)修改權(quán)限向用戶開放，用戶可以自由定制風(fēng)力機(jī)特性，選配接收實際的測風(fēng)儀數(shù)據(jù)。主控功能實現(xiàn)機(jī)組并網(wǎng)控制，恒速運(yùn)行，限功率運(yùn)行，降功率運(yùn)行，低電壓穿越，機(jī)組脫網(wǎng)控制。
FaceView監(jiān)測以下參量：
? 風(fēng)速、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；
? 驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子位置／速度、電流、電壓、功率、輸出轉(zhuǎn)矩；
? 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置／速度、電流、電壓、功率、輸出轉(zhuǎn)矩；
? 變流器直流電壓；
? 網(wǎng)側(cè)變流器輸出電壓、電流、功率；
? 電網(wǎng)電壓、電流、功率。
五、開放雙饋風(fēng)電變流器系統(tǒng)（說明）
算法類的函數(shù)開放，用戶可以按照自己的算法修改、調(diào)用，如整流、逆變、電機(jī)控制的SVPWM和低電壓穿越算法。
開放內(nèi)容如下：
1) 雙饋變流器所有電路板硬件原理圖及BOM表(pdf版本)：控制板，電源板，信號板，電容板；
2) 雙饋變流器柜電氣原理圖及BOM表(pdf版本)；
3) 開放控制板的debug接口，客戶可以燒寫自己的程序；
4) 雙饋變流器通訊協(xié)議(RS485)（免費(fèi)）；
5) 雙饋變流器使用手冊(免費(fèi))；
6) 雙饋變流器編程手冊pdf版；
雙饋變流器軟件低電壓穿越算法、整流器SVPWM算法和電機(jī)控制SVPWM算法的工程源文件，包括程序主框架、硬件驅(qū)動功能、硬件配置功能、通訊功能、保護(hù)功能、編碼器功能、采樣功能、鎖相環(huán)功能、濾波函數(shù)等。低電壓穿越算法、整流器SVPWM算法和電機(jī)控制SVPWM算法用戶可以修改、調(diào)用。
雙饋風(fēng)電實驗系統(tǒng)現(xiàn)場圖如下：
 

六、可開設(shè)實驗及科研教學(xué)內(nèi)容
1) 風(fēng)力機(jī)模擬實驗
2) 低電壓穿越實驗
3) 低電壓穿越算法研究
4) 直流母線電壓控制實驗
5) 并網(wǎng)過程及連續(xù)實驗
6) 亞同步速、超同步速運(yùn)行控制實驗
7) 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)功率因素調(diào)節(jié)
實驗項目表