[论文]1.5mw风电变流器参数.doc

风电系统技术参数汇总网侧变流器额定容量      480kVA 频率范围    50Hz，＋2/-3 Hz       额定电流    400A       额定网压    690V，±10%持续       控制方式    PWM全控整流   转子侧变流器    额定容量    580kVA       三相输出电压    0～690V ± 10%       额定输出电流    400A       最大输出电流      486A       最大瞬时输出电流    727A       控制方式      定子磁场定向矢量控制       电流波形畸变率    < 5% 发电机型式：双馈异步感应电机，水冷频率：50/60功率因数:容性0.95~感性0.9额定转速、范围（RPM）：1800/1000~2000(50HZ)定子额定电压：690V定子额定电流：1090A定子电阻：0.001692Ω转子电阻：0.002423Ω定子漏抗：0.03692Ω转子漏抗：0.03759Ω互感：1.4568Ω电机转动惯量：97.5kg.m3风机转动惯量：5.45*106kg.m3叶轮叶轮直径：77.4m叶片长度：37.5/38叶片数：3标准空气密度：1.225kg/m3齿轮箱结构形式：两级行星轮+一级平行轴齿轮传动比：1：94定子电阻   0.007553定子漏抗   0.107133转子电阻   0.012385转子漏抗   0.103987励磁并联之路电抗   2.9683定子电阻   0.008Ω定子电感  15.68mH转子电阻   0.0188Ω转子电感   16.2mH励磁并联之路电抗   15.66Mh定子三角形，转子y型在与清华大学合作的过程中，磁链观测模型采用模块化编程，所有输入/输出采用标幺值，具体// Define the base quantites#define BASE_VOLTAGE    305.9902587 //V#define BASE_CURRENT    282.8427125 //A#define BASE_FREQ       70           // Base electrical frequency (Hz)#define BASE_FLUX       0.695712317  //Wb#define BASE_TORQUE 196.7772 // BASE_FLUX*BASE_CURRENT for Torque observation#define BASE_IND  2.459714 //BASE inductance mH＝BASE_RES /w=BASE_RES /(2*pi*f)=1081.838934/(2*3.14*70)#define BASE_RES  1081.838934  //BASE resistance mO=BASE_VOLTAGE  /BASE_CURRENT电感和电阻的标幺值之所以这样处理是考虑到Z=R+j(XL-XC)，从矢量合成图来看，合成量幅值必然大于两个分量的幅值，相电压/相电流＝|Z|,因此采用认为电阻的基值就是|Z|，认为XL的基值就是|Z|,是合理的，因为电阻和感抗XL永远小于等于|Z|.1.5MW风力发电机培训资料　　一、主机概况:　　数据 单位 名称 参数 说明　　77 [m] 风轮 风轮直径　　3 [-] 叶片数目　　80 [m] 轮毂中心高　　78 [m]63 塔高　　3.7 [deg] 叶片安装角 桨叶和变距之间的参考线相对于风轴回转平面的角　　0 [deg] 叶片回转锥角 叶片回转锥角　　4 [deg] 仰角 主轴和水平面的夹角　　3668 [m] 风轮中心到塔心的距离 凤轮回转中心和塔筒中心线的水平距离　　0 [m] 侧偏移(主轴到塔心) 主轴和塔轴的水平偏差　　Clockwise [-] 风轮自转方向(顺时针/逆时针) 当从上风向向风机看时,风机顺时针或逆时针转　　12000 [kg] 轮毂 轮毂质量 不含桨叶　　0.05 [m] 轮毂重心 从主轴和叶片轴的交点到轮毂质量中心的距离　　14600 [kgm2] 轮毂转动惯量    (x轴)　　16640 [kgm2] 轮毂转动惯量    (y轴)　　16640 [kgm2] 轮毂转动惯量    (z轴)　　0.90 [m] 叶根半径 螺孔中心圆半径　　2.692 [m] 回转直径(球径) 回转直径(球径)　　top:φ2556*12　　bottom:φ4113*28 塔架 在一些截面的几何尺寸　　78 [m] 高　　[kg/m] 单位长度质量　　[m] 直径　　[Nm] 抗弯刚度　　[mm] 壁厚　　7800 [kg/m] 密度　　2.06e11 [N/m] 杨氏模量　　[Hz] 塔架一阶频率(弯曲下风向纵向)　　[Hz] 塔架一阶频率(横向)　　[-] 空气动力拖动系数　　[-] 流体动力拖动系数　　(海上适用)　　[-] 流体动力惯量系数　　(海上适用)　　[m] 理论平均水深　　(海上适用)　　[N/m] 基础 平移刚度 水平　　[kg] 基础质量　　[Nm/rad] 回转刚度 绕水平轴　　[kgm2] 基础转动惯量 绕水平轴　　3.5 [m] 机舱宽 不含风轮和轮毂　　8.44 [m] 机舱长　　3.4 [m] 机舱高　　2.57 [m] 机舱前端到塔中心的距离　　[-] 机舱拖动系数　　50000 [kg] 机舱质量　　[m] 机舱重心到塔轴线的侧向距离　　[m] 质量中心相对于塔顶的高度　　1.1 [m] 从塔轴线到机舱质量中心的前向距离　　220000 [kgm2] 塔架轴线惯量　　[kgm2] 机舱惯量(x轴)　　[kgm2] 机舱惯量(y轴)　　100 [-] 动力系 增速比　　97.5 [kgm2] 电机转动惯量　　At high speed shaft [-] 闸位置 在高速轴或低速轴(1234)　　[Nm/rad] 低速轴转动刚度　　[Nms/rad] 低速轴阻尼　　[Nm/rad] 高速轴转动刚度　　[Nms/rad] 高速轴阻尼　　0.95(efficiency) % 机械传动损失　　[Nm/rad] 底盘相对于风轮轴的旋转刚度 例如柔性驱动拖底盘(见图)　　[Nms/rad] 底盘相对于风轮轴旋转阻尼　　[kgm] 底盘及其部件的惯性矩　　[Nm/rad] 增速箱相对于风轮轴的转动刚度　　[Nms/rad] 增速箱相对于风轮轴的转动阻尼　　6318 [kgm2] 增速箱转动惯量　　[s] 电功率时间常数 对于变速发电机　　13500 [kNm] 发电机的最大扭矩,例如短路转矩 常数或方程　　0.97 [%]or[kw] 电机损失(效率)　　[Nm] 主轴最大制动扭矩 转子闸　　[s] 主轴刹车时间　　[rpm] 制动装置在开始停车时的风轮转速　　Attached 1 [rpm],　　[kNm] 在额定值内的转矩-速度曲线,发电机转速对发电机扭矩 发电机扭矩来源于发电机速度　　(独立与时间)　　1100 [Nm] 最低发电机速度 发电机时的速度　　1800 [rpm] 额定发电机速度 电控安装点　　8208 [Nm] 额定发电机转矩　　需要的转矩控制的时间表的附加信息　　0 [deg] 最小桨角 发电时的变距要求　　变距系统　　90 [deg] 最大桨角 发电时的变距要求　　90 [deg] 变桨位置底限(硬件) 通过开关或其他硬件　　-2º [deg] 变桨位置上限(硬件) 通过开关或其他硬件　　12º [deg]/s 变距比率限制　　需要变距控制的时间表的附加信息　　0.5 [deg/s] 偏航系统 偏航速度 偏航系统　　360 [kNm] 偏航驱动最大力矩　　5400 [Nm/rad] 偏航轴承最大旋转刚度 偏航轴承最大倾覆力矩　　1100 [Nms/rad] 偏航轴承最大旋转阻尼　　222480 [Nm] 机械偏航制动力矩　　±15º 偏航策略　　风机启动、停止、紧停策略　　过速、风向、解缆策略　　功率曲线控制策略　　3 m/s 切入风速　　21 m/s 切出风速　　12 m/s 额定风速　　18 rpm 转子额定转速　　20 rpm 转子极限转速1.1  风力发电机 　　CPC 77s/1.5MW风力发电机(以下简称为“风力机” )是三叶片、上风向、叶片变浆距、主动偏航、叶轮直径为77米、额定容量为1500kW、设计使用寿命20年的风力机.该机采用双馈异步发电机,该电机可以使风力机在比较宽的风轮转子转速变化范围内运转,以获取更多的电能. 　　风轮由3个叶片、叶片轴承及球墨铸铁轮毂构成.叶片全长37.5米.叶片通过4-点球式轴承,安装在叶片轮毂上,以实现叶片的迎角可调.风力机可以根据发电量及产生的噪音调节叶片运行时的角度. 　　在高风速下,双馈发电机和变浆距系统将风力机的输出功率保持在额定功率.在低风速条件下,双馈发电机和变浆距系统通过选择风轮转子的转速和叶片角度的最佳结合使风力机的输出功率最大. 　　风力机通过主轴将机械功率由齿轮箱传输到发电机.齿轮箱由1级行星齿和2级螺旋齿轴传动.从齿轮箱通过万向联轴节柔性联结,将能量耦合到发电机. 　　发电机是一台高效率的4极双馈式发电机,带有绕组转子和滑差线圈,采用绝缘轴承配置.双馈异步发电机,又称交流励磁发电机.其结构与绕线式异步电机类似,但转子上需要4个滑环.馈电方式则和双馈电机或异步电动机超同步串级调速系统相似,即定子绕组接电网,转子绕组由变频器提供频率、相位、幅值都可调节的电源,实现恒频输出,还可以通过改变励磁电流的幅值和相位实现发电机有功、无功功率的独立调节. 　　由于这种变速恒频控制方案是在转子电路实现的,流过转子电路的功率是由交流励磁发电机的转速运行范围所决定的转差功率,该转差功率仅为额定功率的一部分,这样该变频器的成本以及控制难度大大降低. 　　另外发电机运行时,既可超同步转速运行,也可亚同步转速运行,变速运行在1100~1810rmp之间,而定子输出电压和频率可以维持不变,既可调节电网的功率因数,又可以提高系统的稳定性. 　　这种采用双馈异步发电机的控制方案除了可实现变速恒频控制、减小变频器的容量外,还可以实现有功、无功功率的灵活控制,对电网而言可起到无功补偿的作用. 　　风力机的基本制动方法是全顺浆制动.高速轴的制动是紧急状态下的紧急制动,通过液压系统启动安装在齿轮箱高速主轴上的紧急碟式制动器. 　　风力机的功能通过几台微处理器构成的控制单元监控.控制系统安装在机舱内.   在风力机全工况的过程中调节控制系统可以使叶片的转动角度变化在0°~90o.控制系统根据安装在机舱顶部的风向仪提供的风向信息控制偏航系统转向. 　　偏航系统是由回转支撑轴承、弹簧阻尼装置和四台电机驱动的齿轮传动机构组成的 . 　　机舱盖是由玻璃纤维强化聚脂材料制成,可以保护机舱内部的设备,防雨、雪、尘和阳光的照射.从塔架进入机舱是通过塔顶的一个中央开口. 　　机舱内还安装了一台起重量为200千克的链式提升机,提升高度为80米. 。