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一、系統(tǒng)概述

模擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有兩種類型。

1. 交流勵磁雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

2. 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

在實驗室采用模擬技術(shù)搭建的，分別用于模擬變速恒頻的交流勵磁雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和模擬變速恒頻永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，供教學(xué)和科研使用。

它們均由風(fēng)電場及風(fēng)力機(jī)模擬控制裝置、風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組及其控制裝置三大部分組成?？梢詫崿F(xiàn)對風(fēng)電場、風(fēng)力機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的模擬，為風(fēng)電技術(shù)的研究，尤其為風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制技術(shù)、并網(wǎng)技術(shù)、低電壓穿越控制技術(shù)、最大風(fēng)電功率追蹤技術(shù)、抑制風(fēng)電功率波動的儲能及其控制技術(shù)等研究，提供了十分便利的研究平臺。

二、控制屏介紹

（一）風(fēng)力機(jī)特性模擬控制屏

雙饋和直驅(qū)型通用，用于控制模擬風(fēng)力機(jī)的原動機(jī)。主要由直流電動機(jī)、晶閘管可控整流器和MFD-05A型風(fēng)力機(jī)特性仿真控制器等部分構(gòu)成。能在實驗室模擬風(fēng)場和風(fēng)力機(jī)特性，實現(xiàn)在不同風(fēng)速下功率—特性的模擬，方便了實驗室對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究，可以用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其部件的研制和測試，也可以用于風(fēng)力發(fā)電規(guī)律的探索和研究。具有以下功能： 

1．風(fēng)力機(jī)功率特性曲線； 

2．四種風(fēng)速模擬：恒定風(fēng)速、斜坡風(fēng)、陣風(fēng)、組合風(fēng)。 

（二）雙饋風(fēng)機(jī)勵磁控制屏

主要由MLC-5A轉(zhuǎn)子側(cè)微機(jī)勵磁控制器、MLC-5B電網(wǎng)側(cè)微機(jī)并網(wǎng)控制器、變頻器、勵磁變壓器、測量儀表、控制開關(guān)等設(shè)備組成。

繞線式異步電機(jī)作為雙饋發(fā)電機(jī)，雙饋發(fā)電機(jī)的定子直接與工頻電網(wǎng)相連，而轉(zhuǎn)子則通過能量可以雙向流動的背靠背雙SPWM變換器（電網(wǎng)側(cè)變換器和轉(zhuǎn)子側(cè)變換器）組成的交直交系統(tǒng)和電網(wǎng)相連。其功能是

1．自動判斷進(jìn)入起動狀態(tài)； 

2．雙饋發(fā)電機(jī)的空載并網(wǎng)； 

3．風(fēng)電發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行：超同步和亞同步運(yùn)行狀態(tài)的實現(xiàn)，以及兩種狀態(tài)的平滑過渡； 

4．最大風(fēng)能追蹤（MPPT）的實現(xiàn)； 

5．風(fēng)電系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行。

（三）直驅(qū)風(fēng)機(jī)全功率變換器控制屏

主要由MDD-5A電機(jī)側(cè)微機(jī)勵磁控制器、MDD-5B電網(wǎng)側(cè)微機(jī)并網(wǎng)控制器、變頻器、測量儀表、控制開關(guān)等設(shè)備組成。

發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子，隨風(fēng)力機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)定子繞組則通過背靠背的雙SPWM變流器、電抗器與電網(wǎng)相聯(lián)。背靠背的雙SPWM變換器的控制，分別由基于DSP 28335的電機(jī)側(cè)控制器和電網(wǎng)側(cè)控制器實現(xiàn)。其功能是

（1）自動判斷進(jìn)入起動狀態(tài)或從電網(wǎng)退出； 

（2）低電壓穿越技術(shù)的實現(xiàn)； 

（3）最大風(fēng)能追蹤（MPPT）的實現(xiàn)； 

（4）風(fēng)電系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行。

三、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

風(fēng)電監(jiān)控上位機(jī)軟件是和風(fēng)電試驗系統(tǒng)配套的基于Windows XP/Win7平臺的上位機(jī)監(jiān)控軟件，通過RS485接口和風(fēng)機(jī)控制器以及風(fēng)力機(jī)控制器進(jìn)行通訊，實現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制器和風(fēng)力機(jī)控制器工作狀態(tài)監(jiān)視、控制等操作，以圖形化的形式反映風(fēng)電試驗系統(tǒng)的工作狀態(tài)，清晰看到系統(tǒng)主接線圖及各測量量的測量點(diǎn)，界面友好，便于使用。方便實驗人員更好的進(jìn)行風(fēng)電試驗研究可以在上位機(jī)上實現(xiàn)對整個平臺的遠(yuǎn)程監(jiān)控及風(fēng)速模型的切換。

四、系統(tǒng)可以完成的實驗項目

（一）雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

（二）直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)