[实用新型]一种实验室用双馈发电机风力发电模拟系统

说明书

本实用新型公开了一种实验室用双馈发电机风力发电模拟系统。包括晶闸管调速机构、直流电动机、双馈感应发电机、转子侧变换器、网侧变换器、DSP控制模块、电容器、用于检测电容器电压和三相电源电压以及定子输出电压的电压检测模块、用于检测网侧变换器输入电流和用于检测转子侧变换器输出电流的电流检测模块、用于检测双馈发电机转速的光电编码器模块、以及用于两个DSP控制模块通信的SPI模块；本实用新型结构简单，搭建方便，成本低，易于实现，可以使双馈发电机DFIG在不同转速下发出工频交流电，实现变速恒频运行，并且可以清晰观察双馈发电机定子侧所发电压波形，本实用新型可以实现并网前空载运行，可为高校及研究所提供了风力发电模拟实验平台。

技术领域

本实用新型涉及新能源发电领域，特别是涉及一种实验室用双馈发电机风力发电模拟系统。

背景技术

风力发电作为一种有效的可再生能源利用形式，近年来越来越受到关注。而风力发电系统又是一个复杂的能量转换系统，无论是系统控制策略的验证还是驱动变流器的检验仅仅通过计算机软件仿真模拟还不足以证明软件、硬件设计的可靠性。

现在研究风力发电技术的最好方法就是在真实的风场中进行实验，在真实的风场中让风力机直接与风力发电机相连，但是现实风场中的自然风不受控制，一些风力机的特殊实验也收到一些限制，而且实验过程中所需要的固定风速也不好采集，所以在实验室搭建风力发电模拟系统是十分必要的。在实验室搭建模拟系统可以模拟出不同风速情况下发电系统实验，可以进行风力发电系统的控制和稳定性的研究。

目前，大部分双馈发电机风力发电模拟系统中用异步电动机来模拟风机。异步电动机不像直流电动机可以直接通过控制电机的电枢电流，从而实现电动机的电磁转矩控制。异步电动机控制更加复杂，对转速的精确控制也不容易实现，异步电动机很难对风力机特性进行模拟。

目前，成套的双馈发电机风力发电模拟系统价格昂贵，大部分高校及研究所没有此系统，因此自己搭建双馈发电机风力发电模拟系统很有必要。

发明内容

本实用新型发明的目的在于提供一种基于DSP控制模块控制、采用晶闸管调速机构给直流电动机调速、可以实现变速恒频发电的实验室用双馈发电机风力发电模拟系统。在电动机转速发生变化时，利用光电编码器模块给DSP2控制模块发送双馈发电机转速信息，DSP2模块通过自带数码管显示转速数据。利用电压电流检测模块对转子侧电流和直流母线侧电压进行实时监测。和网侧相连的PWM变换器采用电网电压定向控制策略保持直流母线电压的稳定、保证输入电流正弦和控制输入功率因数。与电机转子侧相连的PWM变换器采用定子磁链定向策略实现对双馈发电机DFIG定子输出有功、无功功率控制，与电机转子侧相连的PWM变换器的控制目标就是实现对转子两分量电流的有效控制。

上述的目的通过以下的技术方案实现：