一种大型风力发电机组全功率测试系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102175373A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102175373A(43)申请公布日2011.09.07(21)申请号201110059197.2(22)申请日2011.03.11(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号申请人天津瑞能电气有限公司(72)发明人杨清宇董松张冉侯立军(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.G01L3/24(2006.01)H02J3/38(2006.01)H02P27/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种大型风力发电机组全功率测试系统(57)摘要本发明公开了一种大型风力发电机组全功率测试系统，通过异步电动机系统代替风轮来拖动风力发电机组并网发电，用于对风力发电机组整机以及关键零部件进行全功率试验测试，并可用于风力发电机组控制策略的验证和优化。通过本发明装置能够大大减少风力发电机组现场调试的时间，从而降低风力发电的开发成本，并可以缩短新型风力发电机组的研制周期，降低研制成本，提高机组性能指标的测试水平，还能够为风力发电机组的控制策略提供优化和验证的系统，促进风力发电机组控制技术的提高。CN102753ACCNN110217537302175377A权利要求书1/1页1.一种大型风力发电机组全功率测试系统，其特征在于，包括电源配置部分、风轮模拟部分、风力发电机组部分、控制系统部分以及上位机系统部分，电源配置部分与工业电网电气连接，从电网获取电能，并通过电缆分别与风轮模拟部分以及风电机组部分相连接，风轮模拟部分与风电机组部分为机械连接，整个系统构成了一个能量循环的结构，控制系统通过电源电缆，控制电缆，信号电缆与测试系统的各部分连接，上位机系统通过网络与控制系统连接。2.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机组全功率测试系统，其特征在于，所述的电源配置系统包括高压配电柜、高压变压器、低压开关柜、以及整流移相变压器；电源配置通过高压配电柜连接到工业电网，高压配电柜与高压变压器的高压侧通过电缆进行连接，低压开关柜与高压变压器的低压侧通过电缆进行连接，低压开关柜对电源进行分配，一路通过电缆与整流移相变压器连接，并通过电缆将电源配置部分与风轮模拟部分的调速变频器连接；低压开关柜通过另一路电缆将电源配置部分与风力发电机组部分的双馈变频器连接。3.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机组全功率测试系统，其特征在于，所述的风轮模拟系统包括调速变频器、原动机、高速联轴节、减速机、十字万向联轴节，其中，调速变频器通过电缆与电源配置部分的整流移相变压器连接，然后通过电缆与异步电机电气连接，异步电机的高速轴使用高速联轴器与减速机的高速轴机械连接，减速机的低速轴与十字万向联轴节之间为机械连接，风轮模拟系统部分的十字万向联轴节机械连接到风力发电机组部分的高速轴。风轮模拟系统原动机采用异步电机，调速变频器使用直接转矩控制。4.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机组全功率测试系统，其特征在于，所述的风电机组为一台商用兆瓦级双馈型变速变桨距机组的机舱部分和电气控制系统部分，风电机组部分的高速轴通过十字万向联轴节和风轮模拟系统机械连接，机组部分中的双馈发电机与双馈变频器为电气连接，然后双馈变频器通过电缆与电源配置部分的低压开关柜连接。5.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机组全功率测试系统，其特征在于，控制系统选用可编程逻辑控制器PLC。6.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机组全功率测试系统，其特征在于，上位机SCADA系统主机选用PC机。2CCNN110217537302175377A说明书1/4页一种大型风力发电机组全功率测试系统技术领域[0001]本发明涉及一种大型风力发电机组的测试设备，尤其涉及一种可进行整机全功率试验的测试设备。背景技术[0002]当前，世界上主要的发展中国家、发达国家都将发展风能作为应对新世纪能源和气候变化双重挑战的重要手段。风力发电是风能利用的最主要形式，是全球公认的可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳产业增长的方案，并成为各国不能忽视的一项新的经济增长点。由于风力发电机组结构复杂、运行环境比较恶劣，造成新型机组研发周期长、现场试验困难且成本很高。此外，由于缺乏测试设备，出厂后的机组质量得不到保证，在运行中故障频发，给生产厂商和运营商等造成了巨大的经济损失。因此，能够用于大型风力发电机组出厂试验，对机组整机及其关键零部件进行测试的设备极其重要。[0003]进入21世纪后，随着电力电子技术、微机控制技术和材料技术的不断发展，风力发电技术得到飞速发展。相应的风力发电机组也得到不断地改进，总体上机组单机容量向大型化发展，由恒