DB-FN02 雙饋風力發電實驗系統

 5.0 kW背靠背變流器主要指標

2.3 設備主要配置參數

三、雙饋系統低電壓穿越與實驗
3.1 電網電壓跌落的危害
對雙饋風電機組來說：
? 出現的過電流會損壞電力電子器件；
? DC端過電壓，將威脅直流側元器件；
? 附加的轉矩、應力過大則會損壞風電機組的機械部件；
對電網來說：
? 引起電網頻率降低；
? 引起電網線壓降低；
? 引發聯鎖效應，導致大面積電網癱瘓。
3.2 低電壓穿越LVRT定義及意義
當電網故障或擾動引起風電場并網點的電壓跌落時，在電壓跌落的范圍內，風電機組能夠不間斷并網運行。
它對系統由較為重要的意義：
? 風機能夠不脫網持續運行；
? 能夠對電網進行動態無功功率Q支撐；
? 有助于有功功率P恢復；
3.3 國內低電壓穿越標準
對于低電壓穿越，要求如下圖所示，方案完全遵循此標準：

低電壓穿越標準
? 并網點電壓跌至20%額定電壓時，保證不脫網連續運行625ms ；
? 跌落后2s 內恢復到額定電壓的90%時，不脫網連續運行。
? 無功支撐：響應時間不大于75ms，持續時間不少于550ms ；無功電流滿足IT≥1.5×（0.9-UT）IN ，（0.2≤UT≤0.9）
? 有功恢復：故障切除后以至少10%額定功率/秒的功率恢復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，并在變流器中進行相應控制：
? Crowbar：其響應時間短，能夠保護變流器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計，不同于Crowbar的投切工作方式，Chopper裝置在運行過程中會進行100Hz左右的斬波動作，大電流關斷時的尖峰很容易導致IGBT過壓實效。因此設計了RCD吸收回路和低感功率回路。
四、雙饋系統實驗主控軟件
FaceView實驗主控軟件具有風速特性模擬和風機主控功能，能模擬幾種典型風速如：微風、陣風、持續大風、持續中速風、或四種風速合成特性。主控和風機模擬的參數修改權限向用戶開放，用戶可以自由定制風力機特性，選配接收實際的測風儀數據。主控功能實現機組并網控制，恒速運行，限功率運行，降功率運行，低電壓穿越，機組脫網控制。
FaceView監測以下參量：
? 風速、風輪轉速；
? 驅動電機轉子位置／速度、電流、電壓、功率、輸出轉矩；
? 發電機轉子位置／速度、電流、電壓、功率、輸出轉矩；
? 變流器直流電壓；
? 網側變流器輸出電壓、電流、功率；
? 電網電壓、電流、功率。
五、開放雙饋風電變流器系統（說明）
算法類的函數開放，用戶可以按照自己的算法修改、調用，如整流、逆變、電機控制的SVPWM和低電壓穿越算法。
開放內容如下：
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) 雙饋變流器通訊協議(RS485)（免費）；
5) 雙饋變流器使用手冊(免費)；
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算法和電機控制SVPWM算法的工程源文件，包括程序主框架、硬件驅動功能、硬件配置功能、通訊功能、保護功能、編碼器功能、采樣功能、鎖相環功能、濾波函數等。低電壓穿越算法、整流器SVPWM算法和電機控制SVPWM算法用戶可以修改、調用。
雙饋風電實驗系統現場圖如下：
 

六、可開設實驗及科研教學內容
1) 風力機模擬實驗
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) 并網過程及連續實驗
6) 亞同步速、超同步速運行控制實驗
7) 風力發電并網功率因素調節
實驗項目表