一种风力发电机低电压穿越测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风力发电机组技术领域，特别是涉及一种风力发电机低电压穿越测试系统。
【背景技术】
[0002]随着国内风力发电机组装机量的不断增长，由于电网故障和风机故障造成的风机大面积脱网的区域性事故时有发生，这就给电网的安全运行带来了巨大的隐患，严重影响电网电压和频率的稳定运行。在此背景下我国针对国内风力发电机组特点制定了 GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》，对风电机组的低电压穿越和无功支撑能力进行了相应的规定，规定出台后国内整机制造商全部投入到对现有机型开展低电压穿越测试的工作中，按照国内标准要求和权威测试机构的解释，在风力发电机组中任意更换变流器系统都需要进行整机的低穿测试。测试投入较大，需要投入一台整机进行现场的实际测试，费用较高周期较长。在新产品开发过程中，整机特别是变流器的低穿性能无法进行平台的测试，仅能通过仿真的手段对产品进行评估，不能够完全反应机组的运行情况。
【实用新型内容】
[0003]针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种风力发电机低电压穿越测试系统，使其可对不同发电机和变流器系统进行测试，解决了在应用该系统前上述测试无法在工厂环境下进行，必须依靠样机进行低穿测试，测试周期长费用较高的问题。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供一种风力发电机低电压穿越测试系统，包括外部电网、第一支路和被测发电机，所述第一支路上设置有电压跌落发生装置，其中，还包括第二支路和变流器，所述第二支路一端与所述外部电网连接，另一端与所述被测发电机连接，所述第二支路与所述第一支路并联，所述第二支路上设置有串联的拖动机和调速变频器，所述变流器与所述被测发电机并联。
[0005]优选的，所述第二支路上还设置有第二变压器，所述第二变压器一端与所述外部电网连接，另一端与所述调速变频器连接。
[0006]优选的，所述第一支路上还设置有WTC变压器和第一变压器，所述WTC变压器一端与所述电压跌落发生装置连接，另一端与所述被测发电机连接，所述第一变压器一端与所述外部电网连接，另一端与所述电压跌落发生装置连接。
[0007]优选的，所述电压跌落发生装置包括限流阻抗器、短路阻抗器和断路器，所述限流阻抗器连接在所述外部电网和所述被测发电机之间，所述短路阻抗器一端与所述断路器连接，另一端接地，所述断路器连接在所述限流阻抗器和所述被测发电机之间。
[0008]优选的，所述限流阻抗器和所述短路阻抗器均包括至少一个可调电抗器。
[0009]优选的，所述电压跌落发生装置采用阻抗分压形式、车载集装箱结构。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0011]本实用新型可以在工厂试验台的环境下模拟现场测试，包括稳态过程和故障过程，也可以在新产品开发过程中针对不同的机型、环境条件、运行要求对变流器硬件进行有针对性的设计，保证设计能够达到最佳稳定性，通过测试还可以验证整套系统的有功无功的最大能力，将系统的各项技术指标调整至最佳状态，为后续变流器系统的核心部件替换提供了试验条件。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的实施例结构示意图。
[0013]主要元件符号说明:
[0014]1-外部电网2-第二变压器3-调速变频器
[0015]4-拖动机5-被测发电机6-第一变压器
[0016]7-限流阻抗器8-断路器9-短路阻抗器
[0017]10-电压跌落发生装置Il-WTC变压器12-变流器
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本实用新型作进一步详细说明，但所举实例不作为对本实用新型的限定。
[0019]如图1所示，本实用新型的实施例包括外部电网1、第一支路和被测发电机5，第一支路上设置有电压跌落发生装置10，其中，还包括第二支路和变流器12，第二支路一端与外部电网I连接，另一端与被测发电机5连接，第二支路与第一支路并联，第二支路上设置有串联的拖动机4和调速变频器3，变流器12与被测发电机5并联，第二支路上还设置有第二变压器2，第二变压器2 —端与外部电网I连接，另一端与调速变频器3连接。
[0020]第一支路上还设置有WTC变压器11和第一变压器6，WTC变压器11 一端与电压跌落发生装置10连接，另一端与被测发电机5连接，第一变压器6 —端与外部电网I连接，另一端与电压跌落发生装置10连接。
[0021]电压跌落发生装置10包括限流阻抗器7、短路阻抗器9和断路器8，限流阻抗器7连接在外部电网I和被测发电机5之间，短路阻抗器9 一端与断路器8连接，另一端接地，断路器8连接在限流阻抗器7和被测发电机5之间，限流阻抗器7和短路阻抗器9均包括至少一个可调电抗器。
[0022]电压跌落发生装置10采用阻抗分压形式、车载集装箱结构，通过模拟电压跌落故障实现对风电机组低电压穿越性能的测试。
[0023]电压跌落发生装置10集成在至少一个车载集装箱内，在该装置的主接线中，限流阻抗器7、短路阻抗器9与被测发电机5的连接点即为该装置的测试点。
[0024]当限流阻抗器7、短路阻抗器9中可调电抗器的数量为一个时，两个可调电抗器与被测发电机5的连接点即为该装置的测试点；当限流阻抗器7、短路阻抗器9中可调电抗器的数量为两个以上时，每个可调电抗器的参数可设计为相同或不同；限流阻抗器7中各可调电抗器的组合方式采用串联、并联或串、并联相结合的方式连接，短路阻抗器9中各可调电抗器的组合方式采用串联、并联或串、并联相结合的方式连接。
[0025]本实施例中，在产品研发阶段对发电机-变流器系统进行低穿的平台测试，在低穿期间风力发电机组主控将有功无功控制完全交给变流器12，双馈机型主控在低穿期间控制叶片角度，将转速控制在合理的范围之内，全功率变频机组在此期间不进行变桨控制，机组出力完全通过变流器12的功率器件进行消耗，因此可以在试验平台上对被测发电机5和变流器12系统进行单独的低穿平台测试。
[0026]本实施例中，电压跌落发生装置10安装在低压侧(690V侧)模拟现场高压侧的2相、3相对地短路故障，稳态时跌落装置不动作。
[0027]1、稳态测试方法
[0028]采用稳态转矩特性评估的方法确定不同发电机对不同变流器控制的响应情况。即在转速一定的情况下，使用不同的发电机和不同的变流器，给定转矩指令，测试实际转矩调整到目标转矩值的响应时间、调节时间和稳态误差。
[0029]2、故障穿越测试方法
[0030](I)发电机-变流器处于停机状态时，断开WTC变压器高压侧与短路点之间的链接开关，控制电压跌落装置产生电压跌落，验证电压跌落的时间和残压幅值是否满足625ms/20% U 的要求。
[0031](2)负载测试时电压跌落的幅值与空载测试时设定一致，分别在小功率测试和大功率测试两种工况下，模拟电网电压跌落故障，测试采用不同发电机时的变流器故障穿越相应特性。测试的指标包括变流器输出端基于基波正序的电压、电流、有功电流、无功电流、有功功率、无功功率。
[0032]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种风力发电机低电压穿越测试系统，包括外部电网、第一支路和被测发电机，所述第一支路上设置有电压跌落发生装置，其特征在于，还包括第二支路和变流器，所述第二支路一端与所述外部电网连接，另一端与所述被测发电机连接，所述第二支路与所述第一支路并联，所述第二支路上设置有串联的拖动机和调速变频器，所述变流器与所述被测发电机并联。2.如权利要求1所述的风力发电机低电压穿越测试系统，其特征在于，所述第二支路上还设置有第二变压器，所述第二变压器一端与所述外部电网连接，另一端与所述调速变频器连接。3.如权利要求2所述的风力发电机低电压穿越测试系统，其特征在于，所述第一支路上还设置有WTC变压器和第一变压器，所述WTC变压器一端与所述电压跌落发生装置连接，另一端与所述被测发电机连接，所述第一变压器一端与所述外部电网连接，另一端与所述电压跌落发生装置连接。4.如权利要求3所述的风力发电机低电压穿越测试系统，其特征在于，所述电压跌落发生装置包括限流阻抗器、短路阻抗器和断路器，所述限流阻抗器连接在所述外部电网和所述被测发电机之间，所述短路阻抗器一端与所述断路器连接，另一端接地，所述断路器连接在所述限流阻抗器和所述被测发电机之间。5.如权利要求4所述的风力发电机低电压穿越测试系统，其特征在于，所述限流阻抗器和所述短路阻抗器均包括至少一个可调电抗器。6.如权利要求1-5任一所述的风力发电机低电压穿越测试系统，其特征在于，所述电压跌落发生装置采用阻抗分压形式、车载集装箱结构。
【专利摘要】本实用新型提供一种风力发电机低电压穿越测试系统，涉及一种风力发电机组技术领域。该实用新型包括外部电网、第一支路和被测发电机，第一支路上设置有电压跌落发生装置，其中，还包括第二支路和变流器，第二支路一端与外部电网连接，另一端与被测发电机连接，第二支路与第一支路并联，第二支路上设置有串联的拖动机和调速变频器，变流器与被测发电机并联。本实用新型可以在工厂试验台的环境下模拟现场测试，包括稳态过程和故障过程，也可以在新产品开发过程中针对不同的机型、环境条件、运行要求对变流器硬件进行有针对性的设计，保证设计能够达到最佳稳定性。
【IPC分类】G01R31/34
【公开号】CN204903725
【申请号】CN201520410682
【发明人】孙洁, 彭嘉宇
【申请人】北京京城新能源有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年6月15日