簡(jiǎn)要描述:雙饋風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)|教學(xué)設(shè)備采用變速恒頻控制的雙饋異步發(fā)電機(jī)組,可以完成大功率雙饋風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)力機(jī)模擬和運(yùn)行操作訓(xùn)練。
產(chǎn)品分類(lèi)
Product Category詳細(xì)介紹
品牌 | 育仰科教 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 文體,能源,電子,電氣,綜合 |
---|
YUYXNY-SK03T雙饋風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
一、產(chǎn)品概述
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用變速恒頻控制的雙饋異步發(fā)電機(jī)組,可以完成大功率雙饋風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)力機(jī)模擬和運(yùn)行操作訓(xùn)練。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
模擬真實(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)、并網(wǎng)、正常運(yùn)行和停機(jī)過(guò)程,具備模擬機(jī)組變速調(diào)節(jié)能力,有功、無(wú)功的調(diào)節(jié)能力;
風(fēng)速模型不僅可設(shè)定典型幾種風(fēng)速曲線(xiàn),支持導(dǎo)入實(shí)際測(cè)量得到的風(fēng)速―時(shí)間數(shù)據(jù);
FaceView實(shí)驗(yàn)主控軟件執(zhí)行機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)流程控制和數(shù)據(jù)記錄、顯示、系統(tǒng)監(jiān)控等功能;
實(shí)現(xiàn)風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)模擬,機(jī)組并網(wǎng)控制,機(jī)組大功率運(yùn)行控制,機(jī)組恒速運(yùn)行,機(jī)組限功率運(yùn)行,機(jī)組低電壓穿越,機(jī)組脫網(wǎng)控制等控制功能;
背靠背變流器可實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓的初始狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定,實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)并網(wǎng),實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在故障條件下不脫網(wǎng)運(yùn)行,低電壓穿越的功能,支持風(fēng)機(jī)的低電壓穿越實(shí)驗(yàn);
軟件分析風(fēng)力發(fā)電的數(shù)據(jù)與運(yùn)行特性,能夠顯示異常時(shí)的故障原因;
RS485接口,提供開(kāi)放式MODBUS規(guī)約接入監(jiān)控系統(tǒng);
完善的保護(hù)功能,包括過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、超速保護(hù)、短路保護(hù),可以實(shí)現(xiàn)低電壓穿越以及外接電源電壓不穩(wěn)定時(shí)保護(hù)實(shí)驗(yàn);
注:帶醒目的危險(xiǎn)標(biāo)識(shí),如:有電危險(xiǎn)、運(yùn)行時(shí)請(qǐng)勿打開(kāi)、嚴(yán)謹(jǐn)帶電操作等。
雙饋實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
二、系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)參數(shù)
2.1 工作條件
輸入電壓:三相四線(xiàn)~380V±10% 50Hz
裝置容量:≤3.0kW
海拔:0~2000m;
環(huán)境溫度:-10℃~+50℃;
環(huán)境相對(duì)濕度: 10~90%(25℃);
大氣壓力范圍:1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓范圍;
室內(nèi)安裝;
平臺(tái)必須水平安裝;
設(shè)備正常使用年限:≥20年;
環(huán)境要求:環(huán)境通風(fēng)良好,不含易燃、腐蝕性氣體;
2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基本尺寸:
實(shí)驗(yàn)臺(tái):2000×400×600;(長(zhǎng)×深×高,mm)
變流器:1000×600×1500;
主控柜:800×600×1820;
注:實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分兩排布置,預(yù)計(jì)占地面積 3m×3m
2.2 定制雙饋變流器系統(tǒng)
風(fēng)電變流器包括雙饋風(fēng)機(jī)變流器、全功率變流器和PWM整流器,均為我司自主研發(fā),根據(jù)高校和研究所客戶(hù)要求定制開(kāi)發(fā),具有功能完善、產(chǎn)品可靠、開(kāi)放性強(qiáng)、保護(hù)嚴(yán)格等特點(diǎn)。
雙饋風(fēng)電機(jī)組圖及變流器內(nèi)部圖
模擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變流器由AC-DC-AC PWM變換器來(lái)實(shí)現(xiàn),前級(jí)交流輸入可選接入交流/直流電網(wǎng),根據(jù)設(shè)定的風(fēng)速,將相應(yīng)能量注入到直流母線(xiàn)上,后級(jí)交流輸出接交流母線(xiàn),將輸入的能量注入到配電/微電網(wǎng)。該變流器為定制產(chǎn)品,根據(jù)用戶(hù)的要求設(shè)計(jì),功能特點(diǎn)如下:
機(jī)側(cè)矢量控制,網(wǎng)側(cè)矢量解耦P/Q控制;
電網(wǎng)電壓在-3%~+7%范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)能正常運(yùn)行;
并網(wǎng)滿(mǎn)載電流總諧波畸變率5%以下;
過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)溫保護(hù),分硬件保護(hù)和軟件保護(hù);
具備低電壓穿越功能;
提供直流側(cè)外接其他電氣設(shè)備的接口;
支持電網(wǎng)不平衡度小于 10%時(shí)正常發(fā)電運(yùn)行;
支持較寬的運(yùn)行速度范圍:700-2000RPM;
3.0 kW背靠背變流器主要指標(biāo)
項(xiàng)目指標(biāo) | 參數(shù)特性 | 項(xiàng)目指標(biāo) | 參數(shù)特性 |
變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) | 雙級(jí)背靠背 | 后級(jí)控制方式 | 穩(wěn)定直流電壓 |
額定流功率 | 3.0kW | 后級(jí)功率因數(shù) | >0.99 |
額定交流電流 | 9.0A | 直流母線(xiàn)電壓 | 600V |
額定交流電壓 | 380V | 大直流電流 | 11A |
額定電網(wǎng)頻率 | 50Hz | 電流總諧波畸變率(THD) | <3%(額定功率) |
允許電網(wǎng)頻率 | 48~50.5Hz | 大效率 | 95% |
前級(jí)控制方式 | 功率控制 | 待機(jī)狀態(tài)功耗 | <40W |
前級(jí)功率因數(shù) | >0.99 | 冷卻方式 | 強(qiáng)迫風(fēng)冷 |
防護(hù)等級(jí) | IP21 | 標(biāo)準(zhǔn)通訊方式 | RS485 |
2.3 設(shè)備主要配置參數(shù)
驅(qū)動(dòng)變頻器 | 容量等級(jí) | 3.0KW |
電壓等級(jí) | 380V | |
電機(jī)類(lèi)型 | 異步/永磁同步電動(dòng)機(jī) | |
調(diào)速范圍 | 0-2000RPM | |
控制方式 | 有PG矢量控制,弱磁控制 | |
接口類(lèi)型 | RS485 | |
控制環(huán)路 | 速度閉環(huán),力矩閉環(huán) | |
精度 | 電壓、電流、轉(zhuǎn)速、位置、轉(zhuǎn)矩的信號(hào)測(cè)量 | |
定制變流器 | 功率等級(jí) | 3.0kW |
電壓等級(jí) | 380V | |
功率拓?fù)?/span> | 二電平背靠背 | |
外形尺寸 | (寬×深×高,mm)800×600×1600 | |
電動(dòng)機(jī) | 額定功率 | 3.0kW |
額定轉(zhuǎn)速 | 1500RPM | |
同步轉(zhuǎn)速 | 1800RPM | |
額定電壓 | 380V | |
功率因數(shù) | 0.9 | |
發(fā)電機(jī) | 類(lèi) 型 | 雙饋發(fā)電機(jī) |
額定功率 | 3.0kW | |
額定電壓 | 380V | |
額定頻率 | 50Hz | |
額定轉(zhuǎn)速 | 1500rpm | |
轉(zhuǎn)速范圍 | 0-2000rpm | |
絕緣等級(jí) | F級(jí) |
三、雙饋系統(tǒng)低電壓穿越與實(shí)驗(yàn)
3.1 電網(wǎng)電壓跌落的危害
對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組來(lái)說(shuō):
出現(xiàn)的過(guò)電流會(huì)損壞電力電子器件;
DC端過(guò)電壓,將威脅直流側(cè)元器件;
附加的轉(zhuǎn)矩、應(yīng)力過(guò)大則會(huì)損壞風(fēng)電機(jī)組的機(jī)械部件;
對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō):
引起電網(wǎng)頻率降低;
引起電網(wǎng)線(xiàn)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(dòng)引起風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓跌落時(shí),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(duì)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(dòng)態(tài)無(wú)功功率Q支撐;
有助于有功功率P恢復(fù);
3.3 國(guó)內(nèi)低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)于低電壓穿越,要求如下圖所示,方案*遵循此標(biāo)準(zhǔn):
低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn)
并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至20%額定電壓時(shí),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(shí),不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。
無(wú)功支撐:響應(yīng)時(shí)間不大于75ms,持續(xù)時(shí)間不少于550ms ;無(wú)功電流滿(mǎn)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(jì),不同于Crowbar的投切工作方式,Chopper裝置在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)進(jìn)行100Hz左右的斬波動(dòng)作,大電流關(guān)斷時(shí)的尖峰很容易導(dǎo)致IGBT過(guò)壓實(shí)效。因此設(shè)計(jì)了RCD吸收回路和低感功率回路。
雙饋機(jī)組Crowbar
雙饋機(jī)組Chopper
其軟件部分邏輯如下:
雙饋機(jī)組LVRT軟件邏輯
低穿實(shí)驗(yàn)波形1
低穿實(shí)驗(yàn)波形2
低穿實(shí)驗(yàn)波形3
四、雙饋系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)主控軟件
FaceView實(shí)驗(yàn)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(hù)開(kāi)放,用戶(hù)可以自由定制風(fēng)力機(jī)特性,選配接收實(shí)際的測(cè)風(fēng)儀數(shù)據(jù)。主控功能實(shí)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(cè)以下參量:
風(fēng)速、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速;
驅(qū)動(dòng)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。
風(fēng)力發(fā)電模擬界面
曲線(xiàn)觀測(cè)界面
參數(shù)設(shè)定界面
低電壓實(shí)驗(yàn)
基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室安全用電智能控制系統(tǒng)
1、特點(diǎn)
當(dāng)智能控制系統(tǒng)檢測(cè)到有漏電或觸電情景出現(xiàn)時(shí),智能控制系統(tǒng)在0.1秒斷開(kāi)連接,保證人身和財(cái)產(chǎn)安全;智能控制系統(tǒng)本身有故障指示燈,用戶(hù)可根據(jù)智能控制系統(tǒng)故障指示燈顯示判斷出當(dāng)前故障狀態(tài),便于處理;智能控制系統(tǒng)有掛鎖功能,需要檢修時(shí),在掛鎖位置上鎖,★防止他人上電,檢修更安全。可以采集現(xiàn)場(chǎng)輸出型裝置數(shù)據(jù),通過(guò)多種物聯(lián)網(wǎng)通信方式上傳至云端,實(shí)現(xiàn)本地設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2、功能
基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室安全用電智能控制系統(tǒng),可進(jìn)行用電數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、分析、查詢(xún)等。運(yùn)用前端數(shù)據(jù)可視化技術(shù)將實(shí)時(shí)的用電數(shù)據(jù)展示在平臺(tái)上,并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢(xún)功能;運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電設(shè)備和線(xiàn)路運(yùn)行狀況,對(duì)異常狀況及時(shí)告警,從而預(yù)防電氣火災(zāi);運(yùn)用用電系統(tǒng)故障定位技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并精準(zhǔn)定位用電故障點(diǎn),自動(dòng)生成故障報(bào)告,協(xié)助用戶(hù)一時(shí)間修復(fù)用電系統(tǒng)故障;運(yùn)用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)分析和評(píng)估電能質(zhì)量問(wèn)題,并提供定制化的治理方案,協(xié)助用戶(hù)獲得優(yōu)質(zhì)電能;運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和行業(yè)數(shù)學(xué)模型統(tǒng)計(jì)、分析并挖掘基礎(chǔ)的用電數(shù)據(jù),基于數(shù)據(jù)發(fā)掘節(jié)能潛力,從而提供能效優(yōu)化方案。滿(mǎn)足用電管理系統(tǒng)可視、安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)的智慧用電模塊需求。
3、基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室安全用電智能控制系統(tǒng)由執(zhí)行裝置與網(wǎng)機(jī)組成,技術(shù)參數(shù)分別為:
(1)執(zhí)行裝置技術(shù)參數(shù)
(1)極數(shù):3P+N
(2)脫扣特性:C(5-10)In D(10-14)In
(3)額定電流:In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A
(4)額定電壓:Ue AC 230V/400V
(5)額定頻率f:50Hz
(6)額定短路分?jǐn)嗄芰Γ篒cu10kA
(7)殼架等級(jí)額定電流:Inm63A
(8)缺相保護(hù):設(shè)備防燒毀保護(hù)模式
(9)漏電保護(hù):元器件損壞保護(hù)模式
(10)過(guò)載保護(hù):電流過(guò)大防燒毀模式
(11)短路保護(hù):碰線(xiàn)防燒毀模式
(12)掛鎖保護(hù):便于維修安全
(13)過(guò)溫保護(hù):可監(jiān)測(cè)線(xiàn)路溫度
(14)過(guò)欠壓保護(hù):防止造成人身事故和機(jī)械設(shè)備損壞
(15)漏電或觸電時(shí)0.1秒斷開(kāi)
(16)故障指示燈,便于查看工作狀態(tài)
★(17)掛鎖功能,檢修更方便
(2)網(wǎng)機(jī)技術(shù)參數(shù)
(1)內(nèi)置STM32F103C8T6主控芯片
(2)外置8M無(wú)源晶振
(3)采用SP3485作為485通信芯片
(4)485防浪涌保護(hù)
(5)標(biāo)準(zhǔn)RS485接口,可直接串口設(shè)備
(6)智能型數(shù)據(jù)終端,便捷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能
★(7)提供強(qiáng)大的中心管理軟件,方便設(shè)備管理
★(8)提供便捷的軟件升級(jí)和固件更新服務(wù)
★(9)提供數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)備份,方便查看歷史數(shù)據(jù)
(10)尺寸:89mm*67.5mm*20.5mm
(11)重量:70g
(12)電源:AC220V
(13)功耗:1.5W
(14)工作溫度:-25℃ - +70℃
(15)工作濕度:95%
(16)WiFi版大下行傳輸速率:64kbps
(17)WiFi版大上行傳輸速率:32kbps
五、開(kāi)放雙饋風(fēng)電變流器系統(tǒng)(說(shuō)明)
算法類(lèi)的函數(shù)開(kāi)放,用戶(hù)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(kāi)放內(nèi)容如下:
雙饋?zhàn)兞髌魉须娐钒逵布韴D及BOM表(pdf版本):控制板,電源板,信號(hào)板,電容板;
雙饋?zhàn)兞髌鞴耠姎庠韴D及BOM表(pdf版本);
開(kāi)放控制板的debug接口,客戶(hù)可以燒寫(xiě)自己的程序;
雙饋?zhàn)兞髌魍ㄓ崊f(xié)議(RS485)(免費(fèi));
雙饋?zhàn)兞髌魇褂檬謨?cè)(免費(fèi));
雙饋?zhàn)兞髌骶幊淌謨?cè)pdf版;
雙饋?zhàn)兞髌鬈浖碗妷捍┰剿惴?、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(dòng)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(hù)可以修改、調(diào)用。
雙饋風(fēng)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)圖如下:
六、可開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)及科研教學(xué)內(nèi)容
風(fēng)力機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)
低電壓穿越實(shí)驗(yàn)
低電壓穿越算法研究
直流母線(xiàn)電壓控制實(shí)驗(yàn)
并網(wǎng)過(guò)程及連續(xù)實(shí)驗(yàn)
亞同步速、超同步速運(yùn)行控制實(shí)驗(yàn)
風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)功率因素調(diào)節(jié)
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表
編號(hào) | 名稱(chēng) | 學(xué)生人數(shù) | 類(lèi)型 |
1 | 異步電機(jī)空載實(shí)驗(yàn) | 每套機(jī)組3~5人 | 設(shè)計(jì)型 |
2 | 異步電機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn) | 每套機(jī)組3~5人 | 設(shè)計(jì)型 |
3 | 雙饋感應(yīng)電機(jī)空載實(shí)驗(yàn) | 每套機(jī)組3~5人 | 設(shè)計(jì)型 |
4 | 雙饋感應(yīng)電機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn) | 每套機(jī)組3~5人 | 設(shè)計(jì)型 |
5 | 風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn) | 每套機(jī)組5~8人 | 設(shè)計(jì)型 |
6 | 風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常停機(jī)實(shí)驗(yàn) | 每套機(jī)組5~8人 | 設(shè)計(jì)型 |
7 | 風(fēng)力發(fā)電機(jī)異常停機(jī) | 每套機(jī)組5~8人 | 設(shè)計(jì)型 |
8 | 風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行實(shí)驗(yàn) | 每套機(jī)組5~8人 | 設(shè)計(jì)型 |
9 | 風(fēng)力發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)保護(hù)實(shí)驗(yàn) | 每套機(jī)組5~8人 | 設(shè)計(jì)型 |
雙饋風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)|教學(xué)設(shè)備
雙饋風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)|教學(xué)設(shè)備
產(chǎn)品咨詢(xún)
電話(huà)
微信掃一掃