本实用新型涉及变速恒频双馈异步风力发电机技术领域，具体指一种兆瓦级风电机组试验平台。
背景技术：
电机行业经过多年的技术探索与研究，借鉴国外风电机型的发展趋势，自主研发出了变速恒频双馈风力发电机型。该机型的主要优势体现在以下方面：首先，机组调速范围明显变宽，工作转速大约在0.5～1.5倍标称转速范围内，从而提高风机的风能可利用率。其次，利用矢量控制技术，通过磁场矢量定向控制使发电机的并网技术更加成熟，并网冲击相对较小。另外，利用矢量变换控制技术对交流电机的d-q轴磁场矢量解耦，分别控制d轴与q轴磁场矢量使交流电机的有功及无功控制更加简洁方便，风机转矩调节及无功控制更加精准，目前大多数的双馈异步风力发电机型的功率因数都可在±0.95范围内调节。这些诸多的优点使变速恒频双馈异步风力发电机组得以迅速推广，成为风电行业的主流机型之一。
在变速恒频双馈异步风力发电机研发过程中，电机和转子变流器性能指标都必须通过测试验证，才能进一步分析评价各项性能指标是否满足设计和标准要求。尤其，双馈风力发电机与转子变流器参数匹配调试都显得尤为重要，这些都需要借助相应的试验平台来完成测试。然而，现有试验方法及测试系统都是针对常规电机试验设计的，用来完成双馈风电机型测试尚存在一些不足之处：
1 常规电机大都运行在额定转速附近，试验时不需要进行大范围的调速，试验电源要求调频范围相对较小，无法满足风力发电机宽范围的调速要求。
2 常规电机产品试验不需要成套试验，只需对电机本身性能测试合格即可，无法完成风力发电机电机与变流器的成套测试。
3 常规电机的试验电源必须采用变频调压电源，且试验电源电能品质要求较高，通常采用两组直流机-同步机试验机组提供，系统复杂，附带辅助设备较多，投资较大。双馈型风力发电机采用恒频恒压电源即可完成相关测试。
技术实现要素：
本实用新型提出一种兆瓦级风电机组试验平台，以解决容量2.0MW及以下、额定电压 0.69kV 及以下电压等级的变速恒频双馈风力发电机的型式试验及与变频器的成套试验。试验时采用能量回馈法，通过全功率变频装置实现变频调速，频率可在0～72Hz范围平滑调节，可以完全覆盖变速恒频双馈风力发电机运行转速范围，实现变速恒频双馈风力发电机的全功率试验。
本实用新型采用以下技术方案实现：
一种兆瓦级风电机组试验平台，该试验平台包括外供辅助电源，该外供辅助电源连接降压试验变压器的高压端及整流变压器的高压端，该整流变压器低压端和变频器的输入端连接组成全功率变频装置；变频器的输出端和拖动电动机连接给拖动电动机提供变频电源；所述双馈风力发电机的定子端、双馈风力发电机的转子端串联转子变流器后共同连接降压试验变压器的低压端；所述双馈风力发电机与转子变流器组成被测双馈风力发电机组；所述双馈风力发电机的主轴通过联轴器与拖动电动机主轴连接。
本实用新型可以在试验室内完成双馈风力发电机与转子变流器的参数匹配调试及控制策略验证。尤其是模拟实际运行环境，在不同转速下进行双馈风力发电机全功率负载试验及热运行试验，分析电机的定、转子功率曲线测定、电机效率曲线测定，以及并网合闸冲击、负载时的电压、电流谐波含量等各项性能测试。具体效果如下：
1.所述拖动电机采用全功率变频电源供电，由此拖动电机可以利用常规电机根据试品调速范围选配，可以节约设备投资成本。
2.本实用新型可以适用于不同极数双馈发电机机型试验，方案灵活多变，机型随意更换，试品更换快捷简便，节约时间。
3.本实用新型可以进行双馈风力发电机与转子变流器成套试验，也可以用于双馈风力发电机单机或转子变流器的性能测试与调试，试验方案灵活多变，易于实现。
4.本实用新型的系统方案可以用于双馈风力发电机与转子变流器成套性能检测认证，也可以用于双馈风力发电机单机或转子变流器性能检测认证。
5.试验电源选用变频装置相比选用传统直流机—同步发电机试验机组，试验系统结构简单，占地面积小，设备及基础投资较小，节约成本。
6.试验系统方案全功率试验采用能量回馈法，且试验电源采用变频装置供电，节约电能，节省试验成本，尤其在批量生产效果比较显著。
附图说明
图1为本实用新型的连接示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做进一步的描述。
本实用新型是一种风力发电机组的测试系统，主要用于研发阶段变速恒频双馈异步风力发电机及转子变流器的性能测试。通过测试取得可靠的试验数据，进一步分析评价电机及转子变流器的各项性能指标是否与设计参数相符，是否满足标准和技术条件要求。产品定型批量投产后，电机及转子变流器的检测试验及成套调试也是生产工艺流程中不可缺失的一个环节，兆瓦级风电机组试验平台可以用来完成产品的型式试验及例行试验，检验产品性能是否满足标准、技术条件要求。
本实用新型试验容量以2.0MW以下、0.69kV电压等级以下的变速恒频双馈风力发电机的型式试验及与变流器的成套试验，并兼顾其他类型风力发电机及配套变流器的成套试验，也可用于风电机组变流器开发调试。
一种兆瓦级风电机组试验平台，该试验平台包括外供辅助电源1，该外供辅助电源1连接降压试验变压器2的高压端及整流变压器8的高压端，该整流变压器8低压端和变频器7的输入端连接组成全功率变频装置9；变频器7的输出端和拖动电动机6连接而给拖动电动机6提供变频电源；所述双馈风力发电机4的定子端、双馈风力发电机4的转子端串联转子变流器3后共同连接降压试验变压器2的低压端；所述双馈风力发电机4与转子变流器3组成被测双馈风力发电机组5；该双馈风力发电机4的主轴通过联轴器与拖动电动机6主轴连接。
所述降压试验变压器2的容量为500KVA～3200KVA ，优选2500KVA；所述整流变压器8的容量为500KVA～3200KVA ，优选3200KVA；所述变频器7的容量为500KW～2500KW ，优选2250KW；三者容量配置组合，保证本实用新型达到2000W及以下容量兆瓦级风电机组的测试。
本实用新型的外供辅助电源1可以采用小型发变机组独立供电，可以使试验系统与电网隔离形成独立局域电网，这点尤其在进行双馈风力电机组电压、电流谐波因数测试时，检测可以免受电网谐波背景噪声影响，测试数据能够真实地准确反映试品实际性能指标。
本实用新型的基本原理：双馈风力发电机组5试验时，辅助电源1经所述降压试验变压器2为所述双馈风力发电机组5提供网侧工频电源。拖动电动机6由全功率变频装置9变频启动，控制所述拖动电动机6的输入转矩及转速。所述变频器7基频以下采用恒转矩控制模式、基频以上采用恒功率控制模式。当拖动电动机6拖动双馈风力发电机4升速时，转子变流器3检测到双馈风力发电机4达到切入转速时投励建压，并不断地调节所述双馈风力发电机4转子电流相位及频率，使双馈风力发电机4定子电压相位及频率与网侧电压达到同步。并网结束后转子变流器3根据控制模型算法调节转子电流幅值及相位，控制双馈风力发电机4的输出电磁转矩以及无功功率。这时调节拖动电动机6转速使双馈风力发电机4在全调速范围内变化，在不同转速点测取双馈风力发电机4的负载特性数据。
本实用新型按照试验要求，在双馈风力发电机组5测试中需设置三个测量点，分别设置在双馈风力发电机4定子输出端、转子变流器3输入侧及降压试验变压器2低压侧。三个测量点配置有电气量传感器，包括高精度电流、电压互感器。电气量通过综合电量采集终端WT系列高精密功率分析仪采集，完成电流、电压、功率、频率、功率因数、电压波形畸变率、电压电话谐波因数、电流电话谐波因数、转速等数据的精密测量。高精密功率分析仪还可以提供电流电压的FFT频谱分析以及瞬态电量的波形分析。热工数据精密测量设备采集双馈风力发电机4上的测温元件的变化数据，并通过日本横河MW100数据采集装置实时采集，存储数据利用分析软件可以生成相应的温度曲线。对于一些诸如机械检查、直流电阻、绝缘电阻测试、振动及噪声等利用手持式仪器检测的试验数据，最终结果可以手工录入计算机系统，所有检测数据通过专用数据处理软件分析处理，并生成相应检测报告。