专利名称：1.5mw双馈式风电变流器功率测试平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双馈式风电变流器的功率测试平台，对于容量I. 5MW以下的双馈式变流器均适用。
背景技术：
随着电力电子技术的发展和国家对清洁能源的高度重视和大力扶持，风电行业得到了突飞猛进的发展，风电份额正在逐年提高。风电变流器作为风力发电机组的“心脏”，也逐渐由国外垄断逐渐过渡到自主生产。目前国际上主要有两种机型的风电变流器直驱式和双馈式，它们分属两种不同的技术，两者不分伯仲。而国内目前还是以双馈式机组为主，因其有以下优点电机尺寸小， 整机成本低；电励磁，维护方便；变流器容量小，只有满功率的1/3左右；技术成熟等。在双馈式变流器自主化生产过程中，测试工作为其中非常重要的一环。一方面测试工作为前期所做的设计进行验收与评估，另一方面为下一步生产工作提供指导，起到承上启下的作用。在测试过程中，功率测试属于难度较大、重要度较高的项目，因为在满功率的时候，高温、过压、过流等情况出现几率会增加，对器件和整机具有相当的考验，因此需要一个独立的平台进行测试。常规的满功率测试平台如图I。平台由变压器、拖动变频器、拖动电机、发电机、变流器、控制系统组成。变压器负责将厂用电变成风电机组所需的690V电压；拖动变频器和拖动电机模拟风吹动桨叶而引发的发电机转动，要求拖动电机能产生和拖动电机都具有
I.5MW的容量；发电机负责将拖动电机输出的机械能转化为电能，同样要求具有I. 5MW的容量。在该测试平台中，拖动变频器、拖动电机、发电机等设备动辄几百万，对企业来讲有一定资金压力。而且在测试过程中，特别是试验机型测试中，一旦出现问题，会造成无法弥补的重大损失，风险较高。因此，急需一种能对变流器进行满功率等效测试的平台，即满足满功率要求，又要投资小，风险低。

实用新型内容为实现以上目的，本实用新型的目的是提供一种双馈式变流器的功率测试平台，其投资小，风险低，能满足满功率测试需求。本实用新型可以通过下述方案来实现。一种双馈式风电变流器的功率测试平台，其包括用于模拟风力发电机的转子和定子的隔离变压器。优选地，所述隔离变压器、并网接触器、变流器、电阻抗依次布置而形成能够闭合的回路。优选地，所述隔离变压器和所述电阻抗的连接点连接至用来产生无功电流的电容组。[0012]优选地，所述测试平台还包括380V/690V升压变压器，所述隔离变压器为690V/690V隔离变压器。优选地，所述电容组包括9组电容组，每组电容为3个电容按Λ接法。优选地，每组所述电容组都连接有接触器，所述9组电容组中包括备用电容组。优选地，每组电容组都并联有一个为电容组提供放电回路的电阻。优选地，所述变流器包括彼此连接的网侧变流器和机侧变流器，所述网侧变流器和所述机侧变流器之间设有一个电容。本实用新型的测试平台投资小，风险低，能满足满功率测试需求。

图I为常规的测试平台的示意图。图2为根据本实用新型的一个实施方式的测试平台的示意图。
具体实施方式
下面参照图I至图2说明本实用新型的原理及示例性实施方式。由于发电机在电路图中等效为一个变压器，于是本实用新型的核心就是采用一个690V/690V隔离变压器来模拟发电机的转子和定子。变流器功率试验是机侧满载试验是否能达到设计要求，根据I. 5MW风力发电机参数可知，整机功率因数为O. 95时，转子电流标称为580Α，转子有功电流为312Α，计算可得此时转子无功电流为489Α。为了能提供设计要求的电流，试验平台进行了如图2所示的设计，变流器机侧串电抗器后分为两个支路，一路经隔离变压器^90V/690V)，接至并网接触器21;另一路由九组电容(Cl至C9)并联组成，每组均可手动投切，相应的形成了两个回路，即有功电流回路和无功电流回路，有功电流沿机侧一网侧一隔离变压器一电抗器循环，无功电流在电容组一电抗器一机侧循环。有功电流可通过机侧的程序控制，使有功电流达到300A，并且令其在图I所示的环路内循环。该实用新型大体分为四部分，一是升压变压器Tl ;二是产生无功电流的电容组Cl至C9 ;三是模拟发电机定子和转子的隔离变压器T2 ;四是电抗器，如图2所示，其中虚框表明是变流器内部结构。升压变压器Tl作用是将厂用电380V变为风电机组普遍采用的690V，用来模拟现场的电网，和产生变流器工作的电压。无功电流是通过图2中电容组Cl C9获得。隔离变压器T2作用是阻断网侧和机侧的环流。因为在控制过程中零矢量的存在，且网侧和机侧桥臂是单独控制的，就存在某一周期一侧为上桥臂全导通(开关状态135)，而另一侧为下桥臂全导通(开关状态462)，如果没有隔离变压器T2，在一个开关周期内(开关频率3. 125kHz)将会产生320A的环流，势必会损害电容。电抗器具有传递能量、限制谐波以及平衡隔离变压器副边和机侧逆变桥端电压的作用。该实用新型的特征在于测试时，首先690V上电，设置变流器，使之处于待机状态；其次闭合变流器的并网接触器21，使得电网690V和定子相连接；然后控制机侧变流器，使机侧变流器缓慢吸收无功电流，在增大无功电流吸收的同时，通过逐个投入电容组，控制电网电流，防止无功电流过大拉低电网电压；最后，通过增加有功电流，使机侧和网侧变流器同时达到满载电流值。在一个具体实施方式
中，试验平台设总进线断路器QP2，电流250A ;其后升压变压器Tl为380V/690V，200kVA，接触器KP3，选用118A，因变流器上电初始，滤波回路会有63A无功电流注入电网。无功电容组，每组电容为3个电容按Λ接法，每个电容容值为55. 7 μ F，经星三角变换后，容值为3 X 55. 7 μ F，而每组每相串联电阻仅为O. 15 Ω，可近似认为每条支路是纯容性负载，经计算可求得每个支路可发的无功电流值为63Α，八条支路可发无功电流合计504Α，另增加一路作为备用，电阻Rl R9为电容组Cl C9提供放电回路。每个电容组支路是63Α无功，因此投切支路用接触器均选118Α。电抗器L，若电感选得小，电流中高次谐波电流幅值会较大；电感过大，动态响应 不够快，影响电流的跟踪速度，且体积和成本都会增加。工程上在选取电抗器要综合考虑这两方面的因素，本试验台选用电抗器为O. 37mH/580A。在正常情况下流经变压器T2有功电流为300A，考虑裕量，隔离变压器选取690/690，700kVA。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1.一种双馈式风电变流器的功率测试平台，其特征在于，所述测试平台包括用于模拟风力发电机的转子和定子的隔离变压器，所述隔离变压器、并网接触器、变流器、电阻抗依次布置而形成能够闭合的回路。
2.根据权利要求I所述的测试平台，其特征在于， 所述隔离变压器和所述电阻抗的连接点连接至用来产生无功电流的电容组。
3.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于， 所述测试平台还包括380V/690V升压变压器，所述隔离变压器为690V/690V隔离变压器。
4.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于， 所述电容组包括9组电容组，每组电容为3个电容按△接法。
5.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于， 每组所述电容组都连接有接触器，所述9组电容组中包括备用电容组。
6.根据权利要求4所述的测试平台，其特征在于， 每组电容组都并联有一个为电容组提供放电回路的电阻。
7.根据权利要求I至6中的任一项所述的测试平台，其特征在于， 所述变流器包括彼此连接的网侧变流器和机侧变流器，所述网侧变流器和所述机侧变流器之间设有一个电容。
专利摘要一种双馈式风电变流器的功率测试平台，其包括用于模扭风力发电机的转子和定子的隔离变压器。隔离变压器、并网接触器、变流器、电阻抗依次布置而形成能够闭合的回路。隔离变压器和电阻抗的连接点连接至用来产生无功电流的电容组。优选地，所述测试平台还包括380V/690V升压变压器，隔离变压器为690V/690V隔离变压器。本实用新型的测试平台投资小，风险低，能满足满功率测试需求。
文档编号G01R31/00GK202486225SQ201120518738
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者付铮 申请人:付铮, 国电龙源电气有限公司