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風電機組變流器測試系統(tǒng)解決方案

EasyGo實時仿真 ? 來源:EasyGo實時仿真 ? 2023-12-07 10:41 ? 次閱讀
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應用背景

隨著全球能源需求的不斷增長,給氣候帶來了一系列挑戰(zhàn)。為減緩氣候變化、保護地球的生態(tài)系統(tǒng),對清潔能源的需求日益迫切。

風力發(fā)電是一種利用風能來發(fā)電的技術。作為一種零排放的能源形式,風力發(fā)電受到了廣泛關注,并被認為是減少溫室氣體排放和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。

許多國家和地區(qū)都出臺了相關政策和法規(guī)以推動風力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展,為風力發(fā)電提供了市場保障和經(jīng)濟激勵,促進了行業(yè)的增長。

發(fā)展趨勢

風力發(fā)電技術在不斷成熟和進步,可靠性和效率都得到了大幅提高。預計未來風力發(fā)電的裝機容量將繼續(xù)增長,尤其是在新興市場中的增速更加迅猛。

同時,海上風力發(fā)電以其穩(wěn)定的風資源和巨大的發(fā)展?jié)摿ξ絹碓蕉嗟耐顿Y和關注,預計未來將成為風力發(fā)電行業(yè)的重要增長領域。

此外,智能化和數(shù)字化技術的應用將為風力發(fā)電領域帶來巨大的變革和發(fā)展機遇。

電機組變流器測試系統(tǒng)

變流器是將風力發(fā)電機組產(chǎn)生的交流電轉換為適合輸送到電網(wǎng)的直流電的關鍵部件。風電機組變流器測試系統(tǒng)是用于對風力發(fā)電機組中的變流器進行性能測試和驗證的設備。

風電機組變流器在環(huán)測試解決方案通常包括以下幾個方面:

輸電系統(tǒng)模擬

該系統(tǒng)可模擬電網(wǎng)條件,包括電壓、頻率和電網(wǎng)擾動等,有助于測試變流器在不同電網(wǎng)條件下的性能表現(xiàn),并驗證其是否符合電網(wǎng)要求。

風機模擬和負載

通過模擬風力發(fā)電機組的動態(tài)特性以及風速和風向的變動,對變流器的響應和控制能力進行測試。同時,還可以模擬負載變化情況,以評估變流器在不同負載條件下的穩(wěn)定性和效率。

控制系統(tǒng)測試

對變流器的控制系統(tǒng)進行驗證,包括對響應時間、穩(wěn)定性、電網(wǎng)同步等方面的測試,有助于確保變流器能夠正常運行并與電網(wǎng)協(xié)調。

數(shù)據(jù)采集和分析

通過采集和分析測試過程中的數(shù)據(jù),評估變流器的性能指標,并為后續(xù)的優(yōu)化和故障診斷提供數(shù)據(jù)支持。

效率和功率因數(shù)測試

通過測量變流器的效率和功率因數(shù),評估其電能轉換效率,檢查是否滿足性能要求和標準。

保護和安全測試

測試變流器的保護功能,包括過電壓保護、過電流保護、短路保護等,以確保變流器在故障情況下能夠安全運行。

風電機組變流器測試系統(tǒng)的設計和配置可能會因廠家和具體需求而有所不同。為了確保風電機組的可靠性和性能,充分測試和驗證變流器的性能是非常重要的?;诎雽嵨?a target="_blank">仿真支持任意拓撲模型搭建且高度精確的特點,采用HIL半實物硬件在環(huán)進行風電機組變流器在環(huán)測試已逐漸成為主流趨勢。

EasyGo采用基于CPU+FPGA的HIL實時仿真器,可以幫助企業(yè)工程師進行如下儲能變流器半實物仿真研究和測試:

各類風電機組變流器拓撲結構應用的研究

風電變流器在不同負載與電網(wǎng)條件下的穩(wěn)定性和可靠性工況測試

含風電系統(tǒng)的分布式能源入網(wǎng)電能質量測試

新型控制算法的性能驗證

下圖為常見的風電機組的常見拓撲圖。

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EasyGo的解決方案 01 基于PXIBox的風電機組變流器實時仿真方案

基于PXIBox超強的CPU+FPGA計算精度,可將風力發(fā)電機組以及變流器等電力電子拓撲結構部分運行在FPGA上,利用豐富的IO接口可實現(xiàn)變流器控制對接閉環(huán)測試,實時仿真步長可做到1us。

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因風輪葉片以及轉軸與傳動系統(tǒng)時間慣量常數(shù)比較大,則可實時運行在CPU上,實時仿真步長可做到50-100us。

02 測試內(nèi)容

實時仿真平臺可以對風電機組變流器進行入網(wǎng)標準測試,如電網(wǎng)適應性測試、寬頻振蕩阻抗特性測試、高/低壓穿越測試、外部無功小擾動測試等;同時可以有效避免因控制器引起的“炸機”現(xiàn)象,為企業(yè)提供高效、安全的測試平臺。

電網(wǎng)適應性測試

根據(jù)《風力發(fā)電機組電網(wǎng)適應性測試規(guī)程》,對風力發(fā)電機組進行電網(wǎng)適應性測試,旨在確保風電機組能夠正常運行。測試內(nèi)容主要包括電壓偏差適應性、頻率偏差適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性和諧波電壓適應性。

寬頻振蕩阻抗特性測試

根據(jù)《風電場阻抗特性評估技術規(guī)范》,利用電壓擾動注入法掃描阻抗??煽紤]有功出力為10%、30%、40%、60%、80%、90%的運行工況,對風電機組阻抗進行掃描,并給出風電機組2.5Hz-1000Hz范圍內(nèi)的正序阻抗和負序阻抗。若存在振蕩風險,應優(yōu)化控制參數(shù)或改進控制策略實現(xiàn)阻抗重塑來抑制振蕩。

高/低電壓穿越測試

根據(jù)《風力發(fā)電機組故障電壓穿越能力測試規(guī)程》、《風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》測試標準,需要對風電機組在瞬時電壓跌落/上升等工況下的反應能力進行測試,旨在確保風電機組在電網(wǎng)電壓波動時仍能穩(wěn)定、安全運行。

外部無功小擾動測試

根據(jù)外部無功小擾動測試的要求,可以通過設置風電機組母線投切電容器,模擬不同無功注入風電機組,測試風電機組能否穩(wěn)定運行。

審核編輯:湯梓紅

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原文標題:解決方案丨Easygo風電機組變流器測試應用

文章出處:【微信號:EasyGo實時仿真,微信公眾號:EasyGo實時仿真】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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