WinVert1500P A变流器用户使用说明书(常州新誉)资料

目录

1.简介： (2)

2.产品说明： (2)

3.产品原理及其技术指标： (4)

4.系统构成： (6)

5.电气连线及其外形尺寸： (8)

6.调试： (16)

7.变流器维护说明 (24)

8.售后服务说明 (26)

1. 简介：

1.1导言

常州轨道车辆牵引研究中心为了满足用户和运营商对于兆瓦甚至更高级别的风力发电系统控制的特殊要求，特此开发1.5MW双馈风电机组并网变流器。该变流器主要应用于1.5MW双馈风电机组，采用电压型“背靠背”双PWM整流器，以SKiiP IGBT功率模块构成功率单元，以DSP TM320F28335为核心构成控制系统，是用于控制和连接大功率风机的发电装置。变流器和带滑环结构的双馈异步风力发电机协调工作，能够达到以下要求：

1、无功率突变，具有容性和感性无功功率连续调节功能；

2、网侧电流谐波含量应符合相关国家标准规定；

3、并网变流器具有较高的转换效率，并能够在变速（特别是低风速）情

况下保持较高的能量转换效率；

4、具有低电压穿越功能，并可以有效抵御电网变化可能对风电机组产生

的影响；

5、高性价比，维护和维修简便。

1.2产品设计思想

（1）实现CONVERTEAM 变流器的功能和设计思想，做到外形尺寸和接口完全兼容，便于替换；

（2）采用己有的成熟技术和我国能采购到的元器件；

（3）按照风电场实际需要和产业化生产的要求来设计。

2. 产品说明：

2.1产品简介

本1.5MW双馈风电机组并网变流器由SKiiP IGBT功率模块、中间直流电容、吸收电容、电网侧滤波电感、电机侧du/dt电感等组成功率单元，同时辅以40KVA变压器、开关电源、主断路器、定子接触器、主接触器、继电器、冷却风扇以及传感器等设备组成变流器整体硬件结构，具有功能完备、操作方便、易

于整机配套等优点。

图2-1 双馈风电机组系统图

本产品控制系统基于TM320F28335 DSP微处理器平台搭建，控制方法采用目前较成熟的电机侧定子电压定向矢量控制和电网侧空间电压矢量控制，可靠性高，电网侧电流谐波含量低等特点。

本产品具有功能完善的硬件和软件保护功能，具有过电流保护、直流环节过电压保护、功率器件过热保护、发电机超速保护、功率器件故障硬件保护、Crowbar 保护、通信故障保护、相序错误保护、浪涌过电压保护等功能。

2.2产品性能特点

（1）采用大功率IGBT智能功率模块，可靠性高

（2）可实现四象限运行和双馈发电机组变速恒频控制，并网功率因数可调（3）新一代高速浮点DSP处理器，运算能力更强，控制性能更优

（4）完善的保护和显示功能

（5）模块化设计，安装维护方便快捷

（6）适应严酷的风场工作及运输条件

3. 产品原理及其技术指标：

3.1系统工作原理

双馈风电机组主要由双馈风力发电机和双馈并网变流器组成，系统原理如图3-1所示。双馈风力发电机的三相定子绕组通过断路器直接连接到变压器二次侧690V绕组上，而双馈风力发电机的转子绕组则通过双馈式并网变流器与变压器二次侧690V绕组相连。双馈式并网变流器采用双PWM变流器“背靠背”结构。其中，直接与双馈风力发电机转子相连的称为电机侧变流器（MPI，Machine-side PWM Inverter），而另一个通过断路器与变压器二次侧绕组相连的称为电网侧变流器（GPI，Grid-side PWM Inverter）,两者共用同一个中间直流环节。

图3-1 双馈变流器系统原理图

根据风电机组主控系统设定的发电机转矩和转速等指令，结合发电机的特性，MPI通过对发电机转子电压和频率的调节，控制发电机转子的转差功率，从而使双馈发电机运行在所需的状态。在MPI的控制下，双馈发电机可以工作在次同步、同步或超同步状态，而在不同的工况下，转差功率的流向是不同的：在次同步状态下，功率由MPI流向发电机转子；反之在超同步状态下，功率由发电机

转子流向MPI，而转差功率的大小则取决于发电机的转差和定子绕组输出功率。

发电机转子的转差功率由MPI提供，其中的有功功率部分通过中间直流环节和GPI，由电网提供或被输送到电网。GPI与电网之间设置有滤波器，用以抑制GPI交流侧电流谐波，改善双馈风电机组并网电能的质量。MPI与发电机转子间串接的滤波器，可以降低MPI交流侧电压脉冲的du/dt，提高发电机的可靠性和寿命。

在电网出现短路或电压跌落的情况下，双馈发电机和并网变流器都可能会因过大的故障电流或电压而损坏。为此，WinVert1500P-A型双馈并网变流器设置了有源Crowbar装置，通过短路发电机转子的方法抑制过电流和过电压的产生，在保护发电机和并网变流器安全的前提下，尽量维持风力发电机组的并网运行，防止电网故障情况下，因风电机组解列对电网造成的影响（也就是所谓的低电压穿越功能，LVRT，Low Voltage Ride Through）。

风电机组的工作可以分为同步和并网运行两种模式。在同步模式下，并网变流器控制系统以电网电压为参考，通过电机侧变流器的控制，在发电机定子投入电网前调整发电机的定子电压逐渐与电网电压同步。一旦定子并入电网，双馈风电机组立即从同步模式转换成并网运行模式，并按照指令控制发电机的转矩和功率。并网变流器的运行控制指令来自于风电机组的主控系统，包括：发电机转矩、和并网功率因数，并将发电机转速和发电功率反馈给风机主控系统。

3.2技术指标

3.2.1主电路

主电路由电网侧变流器和电机侧变流器以“背靠背”的形式构成。

中间直流电压：1100V

直流电压纹波系数：≤5％

机组并网功率因数：容性0.95～感性0.95连续可调

绝缘等级：2500V/AC50Hz/1min

3.2.2网侧变流器

额定容量：420kV A

电网电压波动范围：690V±10%

电网频率变化范围：47.5～51.5Hz