专利名称：1.5mw双馈式风电变流器功能测试平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力电子与电气传动技术领域,具体涉及一种1.5MW双馈式风电变流器功能测试平台，应用于I. 5MW双馈式变流器的出厂测试。
背景技术：
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。随着风电行业产能的扩大，风电行业的变流器产品也开始扩大需求。在产能扩大的同时，如何在保证质量的情况下提高变流器的测试效率成为影响变流器供货周期的重要因素。风力发电机组的技术发展很大程度上得益于变速恒频的应用，变速恒频已经成为 目前MW级以上风力发电机组的主流技术。变速恒频双馈异步风力发电机的控制是通过对转子交流励磁用变流器的控制实现的，简单来说，风电变流器的作用就是将风力发电机发出的变化的电压和频率的电能，经过交直交转换变为稳定电压和频率的电能并馈入电网。变流器在变速恒频型风电装置中应用的主流的技术方案目前主要有双馈型和直驱型两种，本实用新型主要涉及双馈式变流器。双馈式变流器可以有多种拓扑结构，实际应用中主要以电压源型双PWM变换结构为主，其在变速恒频交流励磁双馈风力发电系统中的应用如图I所示。这种结构可以实现发电机在较宽的转速范围内运行，电路简单，采用交-直-交方式实现了两个变换器之间的解耦。在生产组装完毕后，测试是变流器出厂前极为重要的环节，变流器的出厂测试主要分为功率测试和功能测试，前者考量变流器在满功率工况下的运行情况，后者则重在考察变流器对发电机变速恒频控制功能的实现。在进行变流器调试及测试时，一般选用I : I功率(即I. 5MW)的发电机与之相配套，这样在一个I : I平台上同时进行变流器功率及功能的测试。MW级功率的发电机生产及维护价格昂贵，这为变流器的批量出厂测试带来了困难，提高了测试成本，也影响了测试效率。
实用新型内容鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种低成本且高效的I. 5MW双馈式变流器功能测试平台，在确定达到测试目的的前提下，避免不必要的成本浪费，提高测试效率。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案由45kW三相异步电动机和45kW双馈风力发电机组成发电机组，利用通用变频器对三相异步电动机进行变频调速，来模拟风轮机，拖动双馈风力发电机旋转，发电机转子通过滑环与变流器转子侧铜排相连接，发电机定子则直接与变流器定子侧铜排连接。同时，编写针对于45kW发电机的DSP软件实现变流器的控制功能，变流器功率的考察则通过搭建另外的平台单独进行测试。该实用新型的特征在于将对I. 5MW双馈变流器功能和功率考察分开进行，本实用新型所涉及的平台主要考察其功能的实现。变流器功能测试平台真正的目的在于对变流器进行电气功能检查，通过调节通用变频器的输出频率，观察是否能满足并网条件，能否实现并网。变流器功率的考察则通过搭建另外的平台单独进行测试。平台的主拓扑结构与I : 1(功率比)平台保持一致，使用45KW异步电动机和45kW双馈异步风力发电机(额定转速例如1500rpm)组建双馈发电机组，模拟I. 5MW风轮机。具体地，本实用新型包括如下方案一种I. 5MW双馈式变流器功能测试平台，其包括由45kW三相异步电动机和45kW双馈风力发电机组成发电机组；以及与所述45kW三相异步电动机相连并对所述45kW三相异步电动机进行变频调速的通用变频器。优选地，所述测试平台还包括提供电源电压的配电柜；与所述配电柜相连并且连接至所述45kW双馈风力发电机的升压变压器。优选地，所述配电柜经由断路器和接触器与所述通用变频器连接，所述通用变频器通过断路器与所述45kW三相异步电动机连接。 优选地，在所述升压变压器和所述45kW双馈风力发电机之间连接待测试的变流器。优选地，所述配电柜提供380V电源，所述配电柜经由分支断路器和接触器与所述通用变频器连接。优选地，所述升压变压器为380V/690V升压变压器。优选地，所述配电柜经由三个并联的分支断路器与所述升压变压器连接。优选地，所述45kW双馈风力发电机的转子通过滑环与待测试的变流器的转子侧铜排相连接，所述45kW双馈风力发电机的定子直接与待测试的变流器的定子侧铜排连接。本实用新型型的有益效果是通过组建45kW双馈风力发电机组，并编写应用软件，着重考察I. 5MW双馈式风电变流器的功能实现；极大降低了测试成本，避免了不必要的成本浪费，提高了变流器出厂测试效率和测试平台的使用效率。
图I是现有技术的双馈式变流器励磁的变速恒频风力发电系统。图2是根据本实用新型的I. 5MW双馈式变流器功能测试平台原理图。图3是根据本实用新型的I. 5MW双馈式变流器功能测试平台安装示意图。
具体实施方式
下面参照图2至图3说明本实用新型的示例性实施方式。本实用新型公开的I. 5MW双馈式风电变流器功能测试平台，由配电柜20、升压变压器Tl、通用变频器21、45kW三相异步电动机M、45kW双馈式风力发电机G、被测变流器22及各类开关器件构成。如图所示，车间380V配电柜20总断路器为500A，设计其下断路器QC3、QC4、QC5为配电柜内3个分支开关，并联使用，总计可通过额定电流325A，供测试平台使用；QC2分支断路器(额定电流125A)供通用变频器21使用。测试平台设计总进线断路器QP2，额定电流250A;其后升压变压器Tl为380V/690V, 200kVA,升压变压器Tl之后可以分为两个支路，分别给变流器功能测试和功率测试平台提供电源，两个平台的电源切入由接触器KP2、KP3 (图中未示才KP3)控制，均选用IlSA0之所以会选择118A，是根据变流器内部工作原理计算得出，在变流器上电初始，滤波回路会有63A无功电流注入电网。选择通用变频器额定输入电流为120A，适配45kW的三相异步电动机M，额定电流93A，变频器为软起动方式，不存在起动电流过大问题，因此断路器QP I选180A，接触器KPl选118A，断路器QP3考虑电机绕组短路，选200A上面参照附图说明了本实用 新型的优选实施方式，但是，应当理解，上述说明仅是示例性的。本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型作出各种修改和变型。本实用新型的保护范围由所附的权利要求书限定。
权利要求1.一种I. 5MW双馈式变流器功能测试平台，其特征在于，所述测试平台包括由45kW三相异步电动机和45kW双馈风力发电机组成发电机组；以及与所述45kW三相异步电动机相连并对所述45kW三相异步电动机进行变频调速的通用变频器。
2.根据权利要求I所述的测试平台，其特征在于，所述测试平台还包括 提供电源电压的配电柜； 与所述配电柜相连并且连接至所述45kW双馈风力发电机的升压变压器。
3.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于， 所述配电柜经由断路器和接触器与所述通用变频器连接，所述通用变频器通过断路器与所述45kW三相异步电动机连接。
4.根据权利要求3所述的测试平台，其特征在于， 在所述升压变压器和所述45kW双馈风力发电机之间连接待测试的变流器。
5.根据权利要求I至4中的任一项所述的测试平台，其特征在于， 所述配电柜提供380V电源，所述配电柜经由分支断路器和接触器与所述通用变频器连接。
6.根据权利要求I至4中的任一项所述的测试平台，其特征在于， 所述升压变压器为380V/690V升压变压器。
7.根据权利要求I至4中的任一项所述的测试平台，其特征在于， 所述配电柜经由三个并联的分支断路器与所述升压变压器连接。
8.根据权利要求I至4中的任一项所述的测试平台，其特征在于， 所述45kW双馈风力发电机的转子通过滑环与待测试的变流器的转子侧铜排相连接，所述45kW双馈风力发电机的定子直接与待测试的变流器的定子侧铜排连接。
专利摘要一种1.5MW双馈式变流器功能测试平台，其包括由45kW三相异步电动机和45kW双馈风力发电机组成发电机组；与45kW三相异步电动机相连并对45kW三相异步电动机进行变频调速的通用变频器；配电柜；与配电柜相连并且连接至45kW双馈风力发电机的升压变压器。本实用新型的测试平台成本低且高效，在确定达到测试目的的前提下，避免不必要的成本浪费，提高测试效率。
文档编号G01R31/00GK202433446SQ20112051868
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者朱峰, 高巍 申请人:国电龙源电气有限公司, 朱峰, 高巍