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大型變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電仿真實(shí)訓(xùn)裝置,永磁同步風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)臺(tái)

1.大型雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

1.1整體方案

（1）動(dòng)力控制系統(tǒng), 用來(lái)模擬自然風(fēng)通過(guò)葉槳產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩輸入到發(fā)電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，為系統(tǒng)發(fā)電提供原動(dòng)力。它由電動(dòng)機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成。

（2）變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng), 控制雙向可控逆變器使發(fā)電機(jī)變速恒頻運(yùn)行。它由雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī), 雙向可控逆變器和控制軟件系統(tǒng)等構(gòu)成。

（3）風(fēng)力發(fā)電的主控系統(tǒng), 對(duì)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、管理和安全控制。主要包括監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控軟件、主控系統(tǒng)、多功能測(cè)控儀表、模擬風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電安全系統(tǒng)及各類測(cè)量?jī)x器儀表等。

風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含變槳、主控、主軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、雙向可控逆變控制器、備用電源、風(fēng)速模擬等，用于模擬實(shí)際風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)試相關(guān)硬件和軟件系統(tǒng)，分析風(fēng)機(jī)離、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制算法。

風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電控部分包含主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、逆變并網(wǎng)控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。

主控系統(tǒng)用于連接風(fēng)速風(fēng)向傳感器、震動(dòng)傳感器、位置傳感器、測(cè)量、安全鏈、監(jiān)控系統(tǒng)等，控制風(fēng)速方向、偏航、變槳等信息。

變槳系統(tǒng)主要是用于控制三個(gè)槳葉的獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬風(fēng)機(jī)葉槳根據(jù)風(fēng)速及風(fēng)向變化情況完成變槳控制算法，實(shí)現(xiàn)變槳控制。

風(fēng)機(jī)主控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)特點(diǎn)：

1.先進(jìn)性，滿足目前最主流的兆瓦級(jí)變速恒頻風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的要求；

2.開(kāi)放性，無(wú)論是 PLC 還是計(jì)算機(jī)均可自主編程，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的要求；

3.適應(yīng)性，可滿足不同功率、不同類型的風(fēng)機(jī)測(cè)試和模擬；

模擬風(fēng)發(fā)生系統(tǒng)

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括一套測(cè)試系統(tǒng)，由PLC、變頻器、工控機(jī)等組成，主要用于控制模擬風(fēng)發(fā)生器的風(fēng)速和風(fēng)向，模擬實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)速環(huán)境，其功能如下：

內(nèi)部保存多種風(fēng)速曲線，包括微風(fēng)、陣風(fēng)、大風(fēng)、颶風(fēng)等，包含風(fēng)速變化趨勢(shì)曲線，可方便的模擬實(shí)際的風(fēng)況；

通過(guò)變頻器控制，控制不同風(fēng)速；

顯示屏可以顯示主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)的參數(shù)，并能方便控制；

測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)對(duì)不同風(fēng)速的控制，來(lái)測(cè)試不同風(fēng)況下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

技術(shù)參數(shù)

1、水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)

輸出（整流）電壓：＞ +12V

葉片旋轉(zhuǎn)直徑：1.2m

葉片數(shù)量：3個(gè)

啟動(dòng)風(fēng)速：1m/s
切入風(fēng)速：1.5m/s
安全風(fēng)速：25 m/s

2、軸流通風(fēng)機(jī)

    電壓：380V（由變頻器控制）

功率：0.37Kw

軸流風(fēng)機(jī)支架

軸流風(fēng)機(jī)框罩

3、側(cè)風(fēng)偏航機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

    尾翼偏航角度：0~90°

4、蓄電池容量：12V/7AH * 2

5、風(fēng)力控制器

   額定輸出電壓、電流：12V/10A;

   蓄電池過(guò)充保護(hù)：14.40±0.2V，恢復(fù)13.8±0.2V

   蓄電池過(guò)放保護(hù)：10.80±0.2V，恢復(fù)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(wǎng)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(hù)功能：過(guò)載、過(guò)壓、短路、低壓、高溫、反接

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

標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍：180V～260V

輸出功率：200W；頻率范圍：45Hz～53Hz

反相保護(hù)，島效應(yīng)保護(hù)

8、直流穩(wěn)壓電源：輸出電壓：3V~32V；額定輸出功率：60W

10、配置負(fù)載：直流負(fù)載

1、LED球泡燈：1W，12V；

2、風(fēng)扇：5W,10-14V

交流負(fù)載

1、LED球泡燈：3W，220V；

2、交流感性負(fù)載：20W,220V

11、監(jiān)控系統(tǒng)：10.2寸工業(yè)觸摸屏

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1 永磁發(fā)電機(jī)的工作原理實(shí)訓(xùn)

2 發(fā)電機(jī)的功率—轉(zhuǎn)速特性測(cè)試實(shí)訓(xùn)

3 風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)的最佳功率匹配測(cè)試實(shí)訓(xùn)

4 風(fēng)力控制器工作原理實(shí)訓(xùn)

5 風(fēng)力控制器的過(guò)充保護(hù)實(shí)訓(xùn) 　

6 風(fēng)力控制器的過(guò)放保護(hù)實(shí)訓(xùn)

7 離網(wǎng)逆變器的工作原理實(shí)訓(xùn)

8 離網(wǎng)逆變器的欠壓保護(hù)實(shí)訓(xùn)

9 離網(wǎng)逆變器的過(guò)壓保護(hù)實(shí)訓(xùn)

10 離網(wǎng)逆變器負(fù)載實(shí)訓(xùn)

11 離網(wǎng)逆變器輸出波形測(cè)試實(shí)訓(xùn)

12 離網(wǎng)逆變效率實(shí)訓(xùn)

13 離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)

14 并網(wǎng)逆變器的工作原理

15 數(shù)顯表的通訊設(shè)置

16、獨(dú)立風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)     

17、并網(wǎng)逆變器效率實(shí)驗(yàn)

18、孤島效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

19、并網(wǎng)型逆變器工作原理實(shí)驗(yàn)