JG-FN02型 大型双馈风力发电实验系统

1.1整体方案
（1）动力控制系统, 用来模拟自然风通过叶桨产生的转动力矩输入到发电机的机械转矩，为系统发电提供原动力。它由电动机、调速系统和控制系统构成。

（2）变速恒频双馈风力发电机的励磁控制系统, 控制双向可控逆变器使发电机变速恒频运行。它由双馈风力发电机, 双向可控逆变器和控制软件系统等构成。

（3）风力发电的主控系统, 对整个风力发电系统进行统一监控、管理和安全控制。主要包括监控主机和监控软件、主控系统、多功能测控仪表、模拟风系统、风力发电安全系统及各类测量仪器仪表等。

产品参考图片：

主要功能： JG-FN02型 大型双馈风力发电实验系统

1.大型双馈风力发电系统

1.1整体方案
（1）动力控制系统, 用来模拟自然风通过叶桨产生的转动力矩输入到发电机的机械转矩，为系统发电提供原动力。它由电动机、调速系统和控制系统构成。

（2）变速恒频双馈风力发电机的励磁控制系统, 控制双向可控逆变器使发电机变速恒频运行。它由双馈风力发电机, 双向可控逆变器和控制软件系统等构成。

（3）风力发电的主控系统, 对整个风力发电系统进行统一监控、管理和安全控制。主要包括监控主机和监控软件、主控系统、多功能测控仪表、模拟风系统、风力发电安全系统及各类测量仪器仪表等。

风机实验系统包含变桨、主控、主轴、齿轮箱、发电机、双向可控逆变控制器、备用电源、风速模拟等，用于模拟实际风机运行状态，测试相关硬件和软件系统，分析风机离、并网发电系统的控制算法。

风机实验系统电控部分包含主控系统、变桨系统、测试系统、逆变并网控制系统、监控系统等。

主控系统用于连接风速风向传感器、震动传感器、位置传感器、测量、安全链、监控系统等，控制风速方向、偏航、变桨等信息。

变桨系统主要是用于控制三个桨叶的独立转动，模拟风机叶桨根据风速及风向变化情况完成变桨控制算法，实现变桨控制。

测试系统主要控制风速模拟系统，用于模拟自然风速风向，来测试风力发电机在不同风速风向情况下的运行状态；

离、并网控制主要完成风力资源的离、并网利用，分析系统运行的各种工况。

1.2大型风力发电模拟实验系统选型
1.2.1系统整体结构

在实验室环境下研究风力发电系统, 无法得到现场的风能输入, 也无法安装巨大的桨叶, 因此用原动机及模拟风系统实现风力发电机的机械和电气输出特性；风力发电实验系统构成图，如图6

1.2.2系统组成

系统包含

1.2.3主控实验系统

主控实验系统包括主控控制系统以及模拟风发生系统，风机主控系统如图8。

主控系统是风力发电机控制的核心，在满足风力发电机安全运行的前提下，尽可能的获取最大功率。

主控系统用于模拟实际 1.5～3 MW双馈型风机的主控系统，主要用于模拟实际风机的主控系统，采集变浆和偏航的IO 点，实现整机控制。HMI用于显示和控制PLC 系统。

风力发电机主控系统采用主控PLC 与专用HMI，与实际风机控制系统一致，满足风机控制要求。

风力发电机整机模拟系统包括操作台柜、PLC、按钮、指示灯、测控仪表、风速风向发生仪、监控系统等，用于模拟风机内部各种控制信号。模拟测试系统与实际控制系统连接，来模拟风机运行的实际状况。风力发电机内部模拟控制信号可通过PLC编程控制，用户也可在现有硬件基础上自行开发控制软件，实现对各种自然风的模拟，完成对风力发电机控制算法的研究。


通过风力发电机控制系统与风力发电机模拟系统的连接，尽可能的模拟实际风力发电机运行的工艺特点和控制要求。此系统开放性强，可通过对控制系统和模拟系统的PLC编程，实现对不同类型风力发电机的模拟以及控制仿真。可用于学术理论研究、学生实验等。
此套系统主要功能包括：
■ 可通过此系统，让学生学习主控系统的配置、特点和工艺要求；
■ 可通过此系统，让学生学习主控软件编写和调试；
■ 可通过此系统，让学生研究和模拟不同风机的运行特点；
■ 可通过此系统，让学生研究和调试风机核心控制算法；
■ 可通过此系统，测试完整的主控系统，实现主控系统电气、软件等测试
风机主控实验系统特点：
■ 先进性，满足目前最主流的兆瓦级变速恒频风机控制系统的要求；
■ 开放性，无论是PLC 还是计算机均可自主编程，满足学生学习的要求；
■ 适应性，可满足不同功率、不同类型的风机测试和模拟；
1.2.4模拟风发生系统
本实验系统包括一套测试系统，由PLC、变频器、工控机等组成，主要用于控制模拟风发生器的风速和风向，模拟实际运行的风速环境，其功能如下：
■ 内部保存多种风速曲线，包括微风、阵风、大风、飓风等，包含风速变化趋势曲线，可方便的模拟实际的风况；
■ 通过变频器控制，控制不同风速；
■ 显示屏可以显示主控系统、变桨系统、偏航系统和测试系统的参数，并能方便控制；
■ 测试系统通过对不同风速的控制，来测试不同风况下的风力发电机运行状态。

■ 主要特征：

■ 功能特点
符合IEC61131-3标准的编程语言
强大的运算功能，支持32位浮点运算
支持数组、指针，方便实现复杂运算
支持软件仿真、在线调试及用户代码检查功能
集成故障数据分析和显示功能
具有用户程序密码保护功能
六种编程语言，满足编程人员进行复杂的逻辑控制需求
子程序之间可采用不同的编程语言，并可相互调用
支持编写自定义块、函数和子程序可保存为内部库的形式
自定义内部库可以在不同工程中调用
可对风机中的关键变量进行采样跟踪，如风速、桨距角
角度、风向、发电机输出电流、电压、变流器反馈转矩
等进行实时跟踪，并保存数据
1.3.14安全链
震动、过压、超速、解缆失灵等故障保护系统，可以避免系统失控。
1.3.15电源
实验室提供50kVA三相四线AC 380V交流电源、5kVA的AC 220V交流电源及可靠的接地系统。
2.系统功能
风力发电机实验系统主要用于学生的教学实践和科研开发，通过风机控制系统与风机模拟系统的连接，尽可能的模拟实际风力发电机运行的工艺特点和控制要求。此系统开放性强，可通过对控制系统和模拟系统的PLC 编程，实现对不同类型风机的模拟以及控制仿真，可用于学生理论研究、实践等。实现变速恒频风力机组发电状态的模拟，包括转速、转矩、发电量及有功、无功调节。
■ 主要实验功能如下：
风力发电机接线形式实验
空载运转实验
并网过程实验
并网连续运行实验
风速模拟实验
转距模拟实验
发电功率模拟实验
其它相关发电性能及测量实验
脱网保护模拟实验
控制策略模拟实验
主控系统的配置、特点和工艺要求
学习主控软件编写和调试
研究和调试风机核心控制算法
自主编程应用
风力发电现场参数采集的逻辑分析
3.设备安装建议
要求：室内安装，楼层高度不低于3m，楼层为一楼，门宽3m，楼层走廊3m。