风力发电模拟实验平台

风力发电模拟实验平台详细说明

作为目前最为成熟的新能源利用形式，风电的工业应用路径已经基本走通，并在逐步走向更加理性发展阶段，其应用形式和应用场景也逐渐扩展，陆上风电、海上风电、分布式小风电都在不断健康发展。

从能源在未来的缺口大小以及一种技术路径的工业化周期来说，风电在未来仍然有更大发展空间，以目前技术情况评价，仍有不少实际问题亟待解决。另一方面，由于条件限制，实验室通常不具备风场环境或风轮机，这给实验室条件下的风力发电技术研究造成了不便。PowerNex-Wind正是为了应对以上问题，大周历时3年专门为科研市场量身定做的科研实验平台。它能够模仿不同特性的风力机，且支持任意设定风速变化曲线，不仅满足了实验室环境下对风力发电系统研究的需要，同时也加快了技术探索及产业化的进度，降低了研发及测试投资，具有很强的实用意义。在此大背景下，由上海大周研发的PowerNex-Wind顺势而生！

PowerNex-Wind系列（2kW—300kW）产品自正式发布，已经成功推出了PowerNex-Wind2K、PowerNex-Wind5k、PowerNex-Wind50k三款明星产品。截止目前，该产品线订单以每年350%的增速增加，用户已涉及全国24个省市近100所科研机构，在我们的不断努力下，该产品已赢得国外用户关注，为将来走出国门迈出了探索性的第一步。

基于对PowerNex-Wind的市场反馈、以及研发推进计划的综合评估，大周决定在产品组织架构上进行一定调整，将PowerNex-Wind产品团队剥离，设立独立产品经理，负责该系列产品的全生命周期。未来该团队将专注于PowerNex-Wind系列产品，围绕用户反馈的

问题，结合产品研发规划，聚焦共性问题，调集内外部资源不断推进研发，实现产品在技术和使用简洁性上的不断演化。

根据产品研发需要以及该产品的运营情况，未来不排除该团队继续招募各专业人才并独立运作。我们希望通过独立团队聚焦于单款产品的方式，在该系列产品上实现研发和运营的专注并持续推进，为用户提供最好的风电实验平台与风电技术。

PowerNex-wind产品团队未来将延续以往聚焦核心技术，推出高端专业精品的风格，坚持与最专业的供应商合作，使用经过严格测试评估后最好的零部件，选择最开放的产品设计架构、采用稳定的控制算法。我们要做最专业的高端风电并网科研实验系统，为风电未来几十年的继续发展提供科研动力。

系统特点

PowerNex-Wind系列产品采用电动机对真实风轮机特性进行模拟，用户可以通过操作界面FaceView对风速和风力机运行特性进行随意设置，并能够实现风电机组启动、运行、并网、停机、数据记录、故障记录等操作。该产品目前能够提供双馈与直驱两种典型机组，均采用背靠背变流器对电能进行处理后并网。

可支持的科研实验

✧模拟风力机特性，根据不同的风速数据，模拟风力机特性；

✧模拟风力发电机组的启动、并网、正常运行、故障和停机过程；

✧根据风机的功率特性曲线，可以实现风力发电机的最大功率捕捉；

✧模拟微风、阵风、持续大风，持续中风、渐变风等风速条件下风机的功率转速特性，同

时能够生成风速曲线并支持实测风速数据导入；

✧设备通过对双馈变流器的控制可以实现双馈风力发电机的并网；

✧具备在线监测和故障诊断功能，提供电压、电流、转速、转矩等的实时数据测量及存储；

✧具有多种软硬件保护措施，包括过压保护、过流保护、超速保护、短路保护；

✧低电压穿越功能，在电压发生跌落时可以实现系统不脱网运行；

核心技术

国内首家做到风电模拟系统满足国家低电压穿越标准：

并网点电压跌至20%额定电压时，保证不脱网连续运行625ms跌落后2s内恢复到额定电压的90%时，不脱网连续运行。无功支撑：响应时间不大于75ms，持续时间不少于550ms；无功电流满足IT≥1.5×（0.9-UT）IN，（0.2≤UT≤0.9）有功恢复：故障切除后以至少10%额定功率/秒的功率恢复到故障跌落前的功率。在科研的道路上我们已经执迷不悟，高压穿越，我们正在准备！

调试现场问题互动

问题1：转速下降现象产生后，有两种反应，a-转速下降后恢复，不脱网(多次发生)，b-转速下降后恢复，双馈变频器报锁相错误，脱网(发生过一次，后面就没再做实验复现)

解答：对于定子电流抖动的问题，可能的情况是：系统控制的是转子线电压，波形良好，之所以电流有低频震荡分量是因为该电流为相电流，而转子绕组与电网中性点未连接，所以转子中性线有浮地电压，导致相电流波形含低频分量。该低频分量含量一般很小，对整个系统功能影响微弱，可以忽略。

问题2：不同工况下，双馈电机并网发电时，电流不稳，系统存在抖动，如下图(1-转子电压，2-转子电流，3-定子电流，4-定子电压)

解答：对于定子电流抖动的问题，可能的情况是：系统控制的是转子线电压，波形良好，

之所以电流有低频震荡分量是因为该电流为相电流，而转子绕组与电网中性点未连接，所以转子中性线有浮地电压，导致相电流波形含低频分量。该低频分量含量一般很小，对整个系统功能影响微弱，可以忽略。

实物照片