CN205910921U - 风力发电模拟实训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了风力发电模拟实训系统，包括进线开关柜，进线开关柜引出三相电网进线，三相电网进线连接电网变压器，电网变压器的二次侧连接二次进线，二次进线并联有永磁直驱式风力发电机系统和双馈式风力发电机系统；双馈式风力发电机系统包括双馈发电机和第一直流电动机，双馈发电机和第一直流电动机都与第一控制柜连接，永磁直驱式风力发电机系统包括永磁发电机和第二直流电动机，永磁发电机和第二直流电动机都与第二控制柜连接；双馈发电机和永磁发电机还分别与第一负载箱和第二负载箱连接。使用电动机带动发电机来模拟风速发电，搭建了风力发电模拟系统，能够对整个风力发电系统进行模拟教学，以使学生对整个风力发电系统有全面的认识。

Description

风力发电模拟实训系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电模拟技术领域，尤其涉及风力发电模拟实训系统。

背景技术

风是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。怎样利用风力来发电呢？把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。由于在实验室条件下无法建设真实的风力发电系统供学生学习，所以妨碍了学生进行更加真切的学习了解风力发电系统。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了风力发电模拟实训系统，使用电动机带动发电机来模拟风速发电，搭建了风力发电模拟系统，能够对整个风力发电系统进行模拟教学，以使学生对整个风力发电系统有全面的认识。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

风力发电模拟实训系统，包括进线开关柜，所述进线开关柜引出三相电网进线，三相电网进线连接电网变压器，电网变压器的二次侧连接二次进线，二次进线并联有至少一套永磁直驱式风力发电机系统和至少一套双馈式风力发电机系统；所述双馈式风力发电机系统包括双馈发电机和第一直流电动机，双馈发电机和第一直流电动机都与第一控制柜连接，所述永磁直驱式风力发电机系统包括永磁发电机和第二直流电动机，永磁发电机和第二直流电动机都与第二控制柜连接；所述双馈发电机和永磁发电机还分别与第一负载箱和第二负载箱连接。

所述电网变压器二次侧的电压为400V。

还包括隔离变压器，隔离变压器的一次测连接所述二次进线，二次侧连接主线，主线上串联有网侧断路器。

主线上串联的网侧断路器之后还串联有第一并网接触器，所述双馈式风力发电机系统还包括，隔离变压器与网侧断路器之间的主线连接第一LVRT模拟装置，网侧断路器和第一并网接触器之间的主线上并联四个第一接触器的一端，四个第一接触器的另一端分别连接所述第一负载箱、第一无功补偿器、第一电池组及输入测滤波器，所述第一电池组还与第一双向逆变器连接，第一双向逆变器和第一储能控制器连接，所述输入测滤波器连接第一网侧变流器后连接第一转子侧变流器，第一转子侧变流器连接第一输出滤波器后连接所述双馈发电机和第一Crowbar电阻；

所述第一网侧变流器、第一转子侧变流器接受第一变流器主控单元的控制，所述第一变流器主控单元还与第一PLC控制器连接，所述第一PLC控制器控制所述第一接触器和第一储能控制器，所述第一PLC控制器还与第一主机监控系统连接。

所述双馈发电机还与第一编码器和第一可调电阻电抗器连接，第一编码器将信息传给所述第一PLC控制器，所述第一直流电动机还与第一三相桥式整流器连接，第一三相桥式整流器接受第一整流控制器的控制，第一整流控制器由所述第一主机监控系统进行监控。

所述第一控制柜包括第一风机变流器柜、第一并网开关补偿柜、第一监控柜及直第一流电动机变流器柜。

所述第一网侧变流器和第一转子侧变流器位于所述第一风机变流器柜内，所述第一LVRT模拟装置、第一并网接触器、第一输入滤波器和第一输出滤波器位于第一并网开关补偿柜内；所述第一PLC控制器、第一主机监控系统、第一储能控制器、第一电池组及第一双向逆变器位于第一监控柜内，第一三相桥式整流器位于所述第一流电动机变流器柜内。

主线上串联的网侧断路器之后还串联有第二并网接触器，所述永磁直驱式风力发电机系统还包括，隔离变压器与网侧断路器之间的主线连接第二LVRT模拟装置，网侧断路器和第二并网接触器之间的主线上并联三个第二接触器的一端，三个第二接触器的另一端分别连接所述第二负载箱、第二无功补偿器及第二电池组，所述第二电池组还与第二双向逆变器连接，第二双向逆变器与第二储能控制器连接，所述永磁发电机连接第二机侧变流器、第二网侧变流器、第二输出滤波器后连接所述第二并网接触器，所述第二并网接触器和第二输出滤波器之间的主线还与第二Crowbar电阻连接；

所述第二网侧变流器、第二机侧变流器接受第二变流器主控单元的控制，所述第二变流器主控单元还与第二PLC控制器连接，所述第二PLC控制器控制所述第二接触器和第二储能控制器，所述第二PLC控制器还与第二主机监控系统连接。

所述永磁发电机还与第二编码器和第二可调电阻电抗器连接，第二编码器将信息传给所述第二PLC控制器，所述第二直流电动机还与第二三相桥式整流器连接，第二三相桥式整流器接受第二整流控制器的控制，第二整流控制器由所述第二主机监控系统进行监控。

所述第二控制柜包括第二风机变流器柜、第二并网开关补偿柜、第二监控柜及直第二流电动机变流器柜；

所述第二网侧变流器和第二转子侧变流器位于所述第二风机变流器柜内，所述第二LVRT模拟装置、第二并网接触器、第二输出滤波器位于第二并网开关补偿柜内；所述第二PLC控制器、第二主机监控系统、第二储能控制器、第二电池组及第二双向逆变器位于第二监控柜内，第二三相桥式整流器位于所述第二流电动机变流器柜内。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种能够模拟风力发电系统的实训系统，学员能够利用本实用新型学习风力发电的各种知识，增强实战能力。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为双馈式风力发电机系统的电路图；

图3为永磁直驱式风力发电机系统的电路图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，风力发电模拟实训系统，包括进线开关柜，所述进线开关柜引出三相电网进线，三相电网进线连接电网变压器，电网变压器的二次侧连接二次进线，二次进线并联有两套永磁直驱式风力发电机系统和两套双馈式风力发电机系统；所述双馈式风力发电机系统包括双馈发电机和第一直流电动机，双馈发电机和第一直流电动机都与第一控制柜连接，所述永磁直驱式风力发电机系统包括永磁发电机和第二直流电动机，永磁发电机和第二直流电动机都与第二控制柜连接；所述双馈发电机和永磁发电机还分别与第一负载箱和第二负载箱连接。

所述第一控制柜包括第一风机变流器柜、第一并网开关补偿柜、第一监控柜及直第一流电动机变流器柜。

所述第二控制柜包括第二风机变流器柜、第二并网开关补偿柜、第二监控柜及直第二流电动机变流器柜。

每套永磁直驱式风力发电机系统和双馈式风力发电机系统都设有一个操作台。

所述电网变压器二次侧的电压为400V。

如图2-图3所示，还包括隔离变压器，隔离变压器的一次测连接所述二次进线，二次侧连接主线，主线上串联有网侧断路器。

如图2所示，主线上串联的网侧断路器之后还串联有第一并网接触器KM0，所述双馈式风力发电机系统还包括，隔离变压器与网侧断路器之间的主线连接第一LVRT模拟装置(低压穿越模拟装置)，网侧断路器和第一并网接触器之间的主线上并联四个第一接触器(KM1、KM2、KM3、KM5)的一端，四个第一接触器的另一端分别连接所述第一负载箱、第一无功补偿器、第一电池组及输入测滤波器，所述第一电池组还与第一双向逆变器连接，第一双向逆变器和第一储能控制器连接，所述输入测滤波器连接第一网侧变流器后连接第一转子侧变流器，第一转子侧变流器连接第一输出滤波器后连接所述双馈发电机和第一Crowbar电阻；

所述第一网侧变流器、第一转子侧变流器接受第一变流器主控单元的控制，所述第一变流器主控单元还与第一PLC控制器连接，所述第一PLC控制器控制所述第一接触器和第一储能控制器，所述第一PLC控制器还与第一主机监控系统连接。

所述双馈发电机还与第一编码器和第一可调电阻电抗器连接，第一编码器将信息传给所述第一PLC控制器，所述第一直流电动机还与第一三相桥式整流器连接，第一三相桥式整流器接受第一整流控制器的控制，第一整流控制器由所述第一主机监控系统进行监控。

所述第一网侧变流器和第一转子侧变流器位于所述第一风机变流器柜内，所述第一LVRT模拟装置、第一并网接触器、第一输入滤波器和第一输出滤波器位于第一并网开关补偿柜内；所述第一PLC控制器、第一主机监控系统、第一储能控制器、第一电池组及第一双向逆变器位于第一监控柜内，第一三相桥式整流器位于所述第一流电动机变流器柜内，第一主机监控系统的显示器可以位于操作台上。

如图3所示，主线上串联的网侧断路器之后还串联有第二并网接触器KM9，所述永磁直驱式风力发电机系统还包括，隔离变压器与网侧断路器之间的主线连接第二LVRT模拟装置，网侧断路器和第二并网接触器之间的主线上并联三个第二接触器(KM6、KM7、KM8)的一端，三个第二接触器的另一端分别连接所述第二负载箱、第二无功补偿器及第二电池组，所述第二电池组还与第二双向逆变器连接，第二双向逆变器与第二储能控制器连接，所述永磁发电机连接第二机侧变流器、第二网侧变流器、第二输出滤波器后连接所述第二并网接触器，所述第二并网接触器和第二输出滤波器之间的主线还与第二Crowbar电阻连接；

所述第二网侧变流器、第二机侧变流器接受第二变流器主控单元的控制，所述第二变流器主控单元还与第二PLC控制器连接，所述第二PLC控制器控制所述第二接触器和第二储能控制器，所述第二PLC控制器还与第二主机监控系统连接。

所述永磁发电机还与第二编码器和第二可调电阻电抗器连接，第二编码器将信息传给所述第二PLC控制器，所述第二直流电动机还与第二三相桥式整流器连接，第二三相桥式整流器接受第二整流控制器的控制，第二整流控制器由所述第二主机监控系统进行监控。

所述第二网侧变流器和第二转子侧变流器位于所述第二风机变流器柜内，所述第二LVRT模拟装置、第二并网接触器、第二输出滤波器位于第二并网开关补偿柜内；所述第二PLC控制器、第二主机监控系统、第二储能控制器、第二电池组及第二双向逆变器位于第二监控柜内，第二三相桥式整流器位于所述第二流电动机变流器柜内，第二主机监控系统的显示器可以位于操作台上。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.风力发电模拟实训系统，其特征是，包括进线开关柜，所述进线开关柜引出三相电网进线，三相电网进线连接电网变压器，电网变压器的二次侧连接二次进线，二次进线并联有至少一套永磁直驱式风力发电机系统和至少一套双馈式风力发电机系统；所述双馈式风力发电机系统包括双馈发电机和第一直流电动机，双馈发电机和第一直流电动机都与第一控制柜连接，所述永磁直驱式风力发电机系统包括永磁发电机和第二直流电动机，永磁发电机和第二直流电动机都与第二控制柜连接；所述双馈发电机和永磁发电机还分别与第一负载箱和第二负载箱连接。

2.如权利要求1所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，所述电网变压器二次侧的电压为400V。

3.如权利要求1所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，还包括隔离变压器，隔离变压器的一次测连接所述二次进线，二次侧连接主线，主线上串联有网侧断路器。

4.如权利要求3所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，主线上串联的网侧断路器之后还串联有第一并网接触器，所述双馈式风力发电机系统还包括，隔离变压器与网侧断路器之间的主线连接第一LVRT模拟装置，网侧断路器和第一并网接触器之间的主线上并联四个第一接触器的一端，四个第一接触器的另一端分别连接所述第一负载箱、第一无功补偿器、第一电池组及输入测滤波器，所述第一电池组还与第一双向逆变器连接，第一双向逆变器和第一储能控制器连接，所述输入测滤波器连接第一网侧变流器后连接第一转子侧变流器，第一转子侧变流器连接第一输出滤波器后连接所述双馈发电机和第一Crowbar电阻；

所述第一网侧变流器、第一转子侧变流器接受第一变流器主控单元的控制，所述第一变流器主控单元还与第一PLC控制器连接，所述第一PLC控制器控制所述第一接触器和第一储能控制器，所述第一PLC控制器还与第一主机监控系统连接。

5.如权利要求4所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，所述双馈发电机还与第一编码器和第一可调电阻电抗器连接，第一编码器将信息传给所述第一PLC控制器，所述第一直流电动机还与第一三相桥式整流器连接，第一三相桥式整流器接受第一整流控制器的控制，第一整流控制器由所述第一主机监控系统进行监控。

6.如权利要求5所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，所述第一控制柜包括第一风机变流器柜、第一并网开关补偿柜、第一监控柜及直第一流电动机变流器柜。

7.如权利要求6所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，所述第一网侧变流器和第一转子侧变流器位于所述第一风机变流器柜内，所述第一LVRT模拟装置、第一并网接触器、第一输入滤波器和第一输出滤波器位于第一并网开关补偿柜内；所述第一PLC控制器、第一主机监控系统、第一储能控制器、第一电池组及第一双向逆变器位于第一监控柜内，第一三相桥式整流器位于所述第一流电动机变流器柜内。

8.如权利要求3所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，主线上串联的网侧断路器之后还串联有第二并网接触器，所述永磁直驱式风力发电机系统还包括，隔离变压器与网侧断路器之间的主线连接第二LVRT模拟装置，网侧断路器和第二并网接触器之间的主线上并联三个第二接触器的一端，三个第二接触器的另一端分别连接所述第二负载箱、第二无功补偿器及第二电池组，所述第二电池组还与第二双向逆变器连接，第二双向逆变器与第二储能控制器连接，所述永磁发电机连接第二机侧变流器、第二网侧变流器、第二输出滤波器后连接所述第二并网接触器，所述第二并网接触器和第二输出滤波器之间的主线还与第二Crowbar电阻连接；

所述第二网侧变流器、第二机侧变流器接受第二变流器主控单元的控制，所述第二变流器主控单元还与第二PLC控制器连接，所述第二PLC控制器控制所述第二接触器和第二储能控制器，所述第二PLC控制器还与第二主机监控系统连接。

9.如权利要求8所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，所述永磁发电机还与第二编码器和第二可调电阻电抗器连接，第二编码器将信息传给所述第二PLC控制器，所述第二直流电动机还与第二三相桥式整流器连接，第二三相桥式整流器接受第二整流控制器的控制，第二整流控制器由所述第二主机监控系统进行监控。

10.如权利要求9所述的风力发电模拟实训系统，其特征是，所述第二控制柜包括第二风机变流器柜、第二并网开关补偿柜、第二监控柜及直第二流电动机变流器柜；

所述第二网侧变流器和第二转子侧变流器位于所述第二风机变流器柜内，所述第二LVRT模拟装置、第二并网接触器、第二输出滤波器位于第二并网开关补偿柜内；所述第二PLC控制器、第二主机监控系统、第二储能控制器、第二电池组及第二双向逆变器位于第二监控柜内，第二三相桥式整流器位于所述第二流电动机变流器柜内。