一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺，包括高壓開關(guān)柜、降壓變壓器、第一低壓開關(guān)柜、第二低壓開關(guān)柜、無功補償柜、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容、測試臺、移相變壓器；所述第二低壓開關(guān)柜、無功補償柜、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容、測試臺、移相變壓器依次首尾相連組成功率自循環(huán)回路。測試時，所述高壓開關(guān)柜從高壓母線取電后經(jīng)降壓變壓器和第一低壓開關(guān)柜將電能送至功率自循環(huán)回路。所述測試臺能夠搭載不同電壓等級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“背靠背雙PWM型”和“不可控整流BOOST升壓+PWM型”的全功率變流器。該測試平臺在建設(shè)以及測試過程中，無需配備各類型發(fā)電機，故而減少了平臺的占地面積，降低了建設(shè)成本，縮短了實驗準(zhǔn)備時間，提高了平臺利用率。
【專利說明】
一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種風(fēng)電變流器測試平臺，尤其是一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電作為新能源發(fā)電的主力軍，近年來得到了很大的發(fā)展。一般來說，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機的類型，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以分為:直驅(qū)型和雙饋型。對應(yīng)的風(fēng)電變流器類型，則分為全功率變流器和雙饋型變流器兩大類。為了滿足風(fēng)電變流器現(xiàn)場投運的要求，需要根據(jù)變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及現(xiàn)場應(yīng)用工況，搭建測試平臺以檢測風(fēng)電變流器的各種性能指標(biāo)。目前，主流方案是在測試平臺中使用電動機拖動風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電，搭載相應(yīng)的風(fēng)電變流器進(jìn)行測試。由于不同類型的風(fēng)電變流器其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，對發(fā)電機機型的要求則有所不同，故而造成測試平臺兼容性差。不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的風(fēng)電變流器測試之前，需要更換對應(yīng)機型的發(fā)電機，不僅增加了實驗準(zhǔn)備時間，而且使得測試平臺的建設(shè)成本增加，降低了測試平臺的利用率。對于全功率變流器的測試平臺，使用電動機拖動發(fā)電機發(fā)電時，雖然可由變壓器代替電動機拖動發(fā)電機這個環(huán)節(jié)，但也存在測試平臺兼容性差的問題，這是由于大多數(shù)類型的變壓器只能滿足其中一種規(guī)格的風(fēng)電變流器的試驗要求，不同電壓等級，不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的風(fēng)電變流器無法在同一測試平臺上進(jìn)行測試。由此在進(jìn)行多種規(guī)格的全功率風(fēng)電變流器實驗時，需要繁瑣地進(jìn)行平臺改造，使得系統(tǒng)風(fēng)險增加，實驗準(zhǔn)備時間增多，平臺運行效率降低。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺，包括:高壓開關(guān)柜、降壓變壓器、第一低壓開關(guān)柜、第二低壓開關(guān)柜、無功補償柜、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容、測試臺；所述高壓開關(guān)柜的一側(cè)連接至高壓母線，所述高壓開關(guān)柜的另一側(cè)連接至降壓變壓器的一次側(cè)，所述降壓變壓器的二次側(cè)與所述第一低壓開關(guān)柜的一側(cè)相連，所述第一低壓開關(guān)柜的另一側(cè)連接至低壓母線，所述第二低壓開關(guān)柜、無功補償柜、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容的一側(cè)均與低壓母線相連，所述測試臺的一側(cè)與網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容相連;還包括移相變壓器，所述移相變壓器的一側(cè)與第二低壓開關(guān)柜相連，所述移相變壓器的另一側(cè)與測試臺相連，所述測試臺用于搭載不同電壓等級的“背靠背雙PWM型”全功率變流器和“不可控整流BOOST升壓+PffM型”全功率變流器。
[0005]本實用新型所述的風(fēng)電變流器測試平臺，其進(jìn)一步設(shè)計在于，所述降壓變壓器的一次側(cè)為Λ接法，所述降壓變壓器的二次側(cè)為Y形接法并有中性點抽頭，所述二次側(cè)的電壓抽頭與主抽頭出線共用出線端子。
[0006]本實用新型所述的風(fēng)電變流器測試平臺，其進(jìn)一步設(shè)計在于，所述移相變壓器由連接組別分別為DylldO，Dyllyll的兩臺變壓器組成，所述兩臺變壓器一次側(cè)的同相繞組之間采用軸向分裂并聯(lián)的形式，所述兩臺變壓器二次側(cè)具有4個繞組，所述4個繞組中，同組之間采用軸向分裂的形式，不同組之間采用輻向分裂的形式;連接組別為DylldO的變壓器適用于“不可控整流BOOST升壓+Pmi型”全功率變流器;連接組別為Dyllyll的變壓器適用于“背靠背雙PffM型”全功率變流器。
[0007]本實用新型的有益效果:本實用新型所述風(fēng)電變流器測試平臺采用移相變壓器代替電動機拖動發(fā)電機環(huán)節(jié)，使得所述風(fēng)電變流器測試平臺能夠進(jìn)行不同電壓等級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“背靠背雙PWM型”和“不可控整流BOOST升壓+PWM型”的全功率變流器測試。由此，在建設(shè)所述測試平臺過程中，無需再配備相應(yīng)的各類型發(fā)電機，減少了平臺的占地面積，降低了平臺的建設(shè)成本；以及在進(jìn)行不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的風(fēng)電變流器測試實驗中，無需再更換相應(yīng)的發(fā)電機，使得全功率變流器測試過程大大簡化，縮短了實驗準(zhǔn)備時間，提高了測試平臺的利用率。
【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0009]圖1是本實用新型風(fēng)電變流器測試平臺的系統(tǒng)組成示意圖；
[0010]圖2是本實用新型風(fēng)電變流器測試平臺的系統(tǒng)測試原理圖；
[0011]圖3是本實用新型風(fēng)電變流器測試平臺測試“不可控整流BOOST升壓+PffM型”全功率變流器的示意圖；
[0012]圖4是本實用新型風(fēng)電變流器測試平臺所測試的“不可控整流BOOST升壓+P麗型”全功率變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖5是本實用新型風(fēng)電變流器測試平臺測試“背靠背雙PWM型”全功率變流器的示意圖；
[0014]圖6是本實用新型風(fēng)電變流器測試平臺所測試的“背靠背雙PWM型”全功率變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖7是降壓變壓器的結(jié)構(gòu)布局示意圖；
[0016]圖8是移相變壓器繞組的連接方式示意圖；
[0017]圖9是移相變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖10是移相變壓器繞組之間的分裂形式示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型將現(xiàn)有技術(shù)中的全功率風(fēng)電變流器測試平臺進(jìn)行改進(jìn)，用移相發(fā)電機代替電動機拖動發(fā)電機環(huán)節(jié)，構(gòu)成了一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺，其系統(tǒng)組成如圖1所示。
[0020]本實用新型提供的一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺包括高壓開關(guān)柜1、降壓變壓器2、第一開關(guān)柜3、第二開關(guān)柜4、無功補償柜5、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6、測試臺7、移相變壓器8;所述高壓開關(guān)柜I的一側(cè)連接至高壓母線，所述高壓開關(guān)柜I的另一側(cè)連接至降壓變壓器2的一次側(cè)，所述降壓變壓器2的二次側(cè)與所述第一低壓開關(guān)柜3的一側(cè)相連，所述第一低壓開關(guān)柜3的另一側(cè)連接至低壓母線，所述第二低壓開關(guān)柜4、無功補償柜5、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6的一側(cè)均與低壓母線相連，所述測試臺7的一側(cè)與網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6相連，所述測試臺7的另一側(cè)連接至移相變壓器8的一側(cè)，所述移相變壓器8的另一側(cè)與第二低壓開關(guān)柜4的一側(cè)相連。
[0021]該測試平臺中，所述測試臺7用于搭載不同電壓等級的“背靠背雙PWM型”全功率變流器和“不可控整流BOOST升壓+PffM型”全功率變流器。所述第二低壓開關(guān)柜4、無功補償柜5、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6、測試臺7、移相變壓器8共同組成了功率自循環(huán)回路。
[0022]在進(jìn)行上述兩種拓?fù)涞娜β首兞髌鳒y試前，需將測試平臺中各設(shè)備用電纜連接，其中測試臺7的臺位固定，在進(jìn)行不同型號的全功率變流器測試時，只需將待測全功率變流器放置在所述臺位上，使用電纜與測試臺7連接即可。
[0023]當(dāng)待測的全功率變流器電壓等級不同時，需要降壓變壓器2與移相變壓器8配合，使降壓后的電壓滿足全功率變流器電壓等級要求，并依據(jù)全功率變流器拓?fù)漕愋?，使用電纜將待測全功率變流器連接至移相變壓器8相應(yīng)的二次側(cè)轉(zhuǎn)接排。所述移相變壓器8具有隔離和移相的作用。
[0024]全功率變流器的測試原理如圖2所示。測試時，首先測試平臺從高壓母線取電，電能經(jīng)高壓開關(guān)柜I送至降壓變壓器2，所述高壓開關(guān)柜I用于控制高壓母線與所述測試平臺的分合。所述降壓變壓器2將交流電電壓降至全功率變流器所需的電壓等級后送至第一低壓開關(guān)柜3;所述第一低壓開關(guān)柜3將低壓交流電送至低壓母線。低壓交流電經(jīng)通過低壓母線進(jìn)入第二低壓開關(guān)柜4，所述第二低壓開關(guān)柜4將低壓交流電送入移相變壓器8，所述移相變壓器8輸出錯相的12脈波電壓或不錯相的6脈波電壓至測試臺7，以滿足不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全功率變流器試驗需求。所述測試臺7用電纜與全功率變流器連接;圖2中所述測試臺7內(nèi)部的全功率變流器僅以整流模塊、電抗線圈、可控逆變模塊示意。所述測試臺7將全功率變流器逆變輸出的三相交流電送至網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6，所述網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6對所述測試臺7送出的三相交流電濾波。濾波后的三相交流電反饋至低壓母線。由此，整個測試平臺形成功率自循環(huán)回路，功率不饋入電網(wǎng)。所述低壓母線上還設(shè)有無功補償柜5，所述無功補償柜5主要對功率自循環(huán)回路中的設(shè)備補償無功功率，提高功率因數(shù)并且穩(wěn)定全功率變流器的輸入直流母線電壓。
[0025]當(dāng)全功率變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“不可控整流BOOST升壓+PWM型”時，其測試過程如圖3所示。所述“不可控整流BOOST升壓+PWM型”全功率變流器由不可控整流器9、Boos t升壓直流環(huán)節(jié)10、網(wǎng)側(cè)變流器11組成，如圖4所示。在進(jìn)行測試時，所述不可控整流器9需要配置單獨的整流柜，所述不可控整流器9與移相變壓器8連接，所述不可控整流器9輸出諧波較少的直流電，直流電經(jīng)BOOST升壓直流環(huán)節(jié)10升壓后送至網(wǎng)側(cè)變流器11。所述網(wǎng)側(cè)變流器11輸出端接網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6，所述網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6對所述網(wǎng)側(cè)變流器11逆變所得的三相交流電進(jìn)行濾波，濾波后的三相交流電饋入低壓母線。
[0026]當(dāng)全功率變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“背靠背雙PWM型”時，其測試過程如圖5所示。所述“背靠背雙PffM型”全功率變流器由網(wǎng)側(cè)變流器11、直流環(huán)節(jié)12、機側(cè)變流器13組成，如圖6所示。在進(jìn)行測試時，移相變壓器8連接至機側(cè)變流器13進(jìn)行可控整流，整流后的直流電壓經(jīng)中間直流環(huán)節(jié)12穩(wěn)定電壓后送至網(wǎng)側(cè)變流器11。所述網(wǎng)側(cè)變流器11輸出三相交流電后送至網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容6進(jìn)行濾波，濾波后的三相交流電饋入低壓母線。
[0027]在上述兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全功率變流器測試過程中，無功補償柜5、第一低壓開關(guān)柜3、第二低壓開關(guān)柜4共用同一低壓母線，場地布局時上述柜體并列放置，柜體之間使用銅排連接。
[0028]該測試平臺中，所述降壓變壓器2采用Dyn的接線方式，即該變壓器一次側(cè)采用Λ接法，該變壓器二次側(cè)為Y形接法并帶有中性點抽頭，如圖7所示。該變壓器二次側(cè)依據(jù)全功率變流器工作電壓而輸出不同等級的電壓，不同等級的電壓不同時輸出，但出線端子共用；轉(zhuǎn)換輸出電壓時無需更換出線電纜，采用更換零線位置的方式實現(xiàn)。
[0029]所述移相變壓器8由連接組別分別為DylldO，Dyllyll的兩臺變壓器組成，所述兩臺變壓器中繞組的連接方式如圖8所示；因為該兩臺變壓器不同時運行，故采用一臺變壓器的結(jié)構(gòu)形式實現(xiàn)，圖9為其結(jié)構(gòu)示意圖。所述移相變壓器8有兩種工況，連接組別為DylldO的結(jié)構(gòu)適用于“不可控整流BOOST升壓+PffM型”全功率變流器，連接組別為Dyllyll的結(jié)構(gòu)適用于“背靠背雙PffM型”變流器。
[0030]如圖10所示，所述移相變壓器8—次側(cè)的同相線圈軸向分裂并聯(lián)，Ull和U12軸向分裂并聯(lián)，V相和W相同理(僅以U相示意，V相和W相未標(biāo)識)。二次側(cè)具有四個繞組(僅以u相示意，V相和w相未標(biāo)識)，所述四個繞組中同組的線圈之間軸向分裂(S卩u21和u22，u31和u32兩組軸向分裂)，所述四個繞組中不同組的線圈之間輻向分裂(S卩u21和u31，u22和u32兩組輻向分裂)。
[0031]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)先實施方式，本實用新型并不限定于上述實施方式，只要以基本相同手段實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案都屬于本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺，包括:高壓開關(guān)柜(I)、降壓變壓器(2)、第一低壓開關(guān)柜(3)、第二低壓開關(guān)柜(4)、無功補償柜(5)、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容(6)、測試臺(7);所述高壓開關(guān)柜(I)的一側(cè)連接至高壓母線，所述高壓開關(guān)柜(I)的另一側(cè)連接至降壓變壓器(2)的一次側(cè)，所述降壓變壓器(2)的二次側(cè)與所述第一低壓開關(guān)柜(3)的一側(cè)相連，所述第一低壓開關(guān)柜(3)的另一側(cè)連接至低壓母線，所述第二低壓開關(guān)柜(4)、無功補償柜(5)、網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容(6)的一側(cè)均與低壓母線相連;所述測試臺(7)的一側(cè)與網(wǎng)側(cè)濾波電抗電容(6)相連，其特征在于:還包括移相變壓器(8)，所述移相變壓器(8)的一側(cè)與第二低壓開關(guān)柜(4)相連，所述移相變壓器(8)的另一側(cè)與測試臺(7)相連;所述測試臺(7)用于搭載不同電壓等級的“背靠背雙PWM型”全功率變流器和“不可控整流BOOST升壓+PffM型”全功率變流器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺，其特征在于:所述降壓變壓器(2)的一次側(cè)為Λ接法，所述降壓變壓器(2)的二次側(cè)為Y形接法并設(shè)有中性點抽頭，所述二次側(cè)的電壓抽頭與主抽頭出線共用出線端子。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多規(guī)格全功率風(fēng)電變流器測試平臺，其特征在于:所述移相變壓器(8)由連接組別分別為DylldO，Dyllyll的兩臺變壓器組成，所述兩臺變壓器一次側(cè)的同相繞組之間采用軸向分裂并聯(lián)的形式，所述兩臺變壓器二次側(cè)具有4個繞組，所述4個繞組中，同組之間采用軸向分裂的形式，不同組之間采用輻向分裂的形式；連接組別為DylldO的變壓器適用于“不可控整流BOOST升壓+PWM型”全功率變流器;連接組別SDyllyll的變壓器適用于“背靠背雙PWM型”全功率變流器。
【文檔編號】G01R31/00GK205620475SQ201620191168
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】羅炳梅, 黃頌儒, 蔡琨, 李珠克, 童孜偉, 黎林, 周立專
【申請人】廣東明陽龍源電力電子有限公司