风力仿真系统

功能及用途

此实验台以缩比模型形式，真实的在实验室呈现大型双馈风电机组的机械结构、电气构成及运行原理。用于仿真模拟机组的变桨控制、机械传动、液压刹车、偏航对风、安全链动作等过程，为风电专业学生及上岗培训人员，提供很好的认知平台，使学员直观的建立对风电机组整体结构的认识，加深其运行工作原理的理解。

整机参数

叶片形式：三支仿真叶片，上风向，水平轴，全翼展电动变距，双馈式

风轮旋转方向：顺时针（从机头方向看）

额定功率：100kW

风轮转速范围：0-20rpm

机组运行温度范围：-100C—300C

环境相对湿度：≤95%

轮毂中心高度：1600mm

整机尺寸（长宽高）：约4.2x2.2x2.7m

机械部分组成及功能描述：

轮毂：球状空心，三个法兰面与三个叶片相连接，球径800mm；

电驱动变桨系统：采用电动变桨、变桨，当风速达到启动风速时，变桨距机构将叶片沿长轴旋转到升力最佳状态，使风轮达到最大捕获效率；当风速达到额定风速之上时，为了功率输出，变桨距机构向叶片向顺桨方向逐渐旋转，降低风轮气动效率，恒定功率输出。变桨可以对桨距角进行微调提高发电量。

增速齿轮箱：转速匹配和传递扭矩，受力复杂、承载大，是风力发电机组中一个非常重要的系统。

拖动电机：采用异步变频电机，通过变频器进行调速，模拟实际工况的风能驱动机组主轴旋转。

高速轴联轴器：可补偿传动系统安装误差，传扭大、尺寸小、抗疲劳性好、可靠性高。

双馈异步发电机：在机组变速运行过程中，发电机转速跟随风速的变化而变化，由变流器对转子励磁进行调节，保证定子侧恒频恒压输出。

主动偏航系统：可实现偏航对风、自动解缆等功能。实现偏航对风，从而使机组获得高的发电量，而且还可以最大程度地减少由于斜风给机组带来的负载影响。

机械部分组成及功能描述：

液压站及刹车系统：作用是控制偏航刹车和机械转子主动刹车。

机舱演示控制柜：主要是演示实际机组运行时，机舱控制柜的位置。

塔筒、底盘：机舱底盘的作用是为上述系统和装置提供支撑。

疏雷布线：通过滑环或者碳刷，把叶片根部的接闪器，接入机舱的等电位带上。防止雷电从一个区域传导至另一个区域。

传感器：风速、风向传感器；转速传感器等。

电气控制部分组成及功能描述：

主控柜：机组的逻辑运行控制，并网协制，变桨距控制，偏航逻辑控制，电源供电控制等。

并网柜：双馈发电并网控制、转子励磁控制、发电电能质量控制。

操作台：实验过程中的各参数变化显示、状态显示、能量转换的过程状态显示、外部风速、风向干 扰设定。

机舱模拟柜：模拟整机运行的机舱柜，显示运行状态。

变桨驱动系统：完成变桨距的位置和速度变化控制。

实验内容：

1、自动工作原理演示实验。

2、风速风向检测原理实验。

3、液压站系统原理实验。

4、变浆距原理实验。

5、偏航系统工作原理实验。

6、齿轮油润滑工作原理实验。

7、安全链保护原理实验。

8、通讯协议讲解实验。

9、机组启动及能量转换实验。

10、变流器并网实验。

11、额定风速下MPPT控制实验。

12、额定风速恒定功率控制实验。

13、并网功率调节实验。（有功功率、无功功率）

14、电能质量检测实验。

15、机械结构认知、拆装与仿真实验。

16、电气结构认知、拆装与仿真实验。

17、远程SCADA监控仿真实验。

18、风电机组防雷保护仿真实验。