一种高电压穿越试验系统技术方案

一种高电压穿越试验系统，其包括：双馈电机背靠背对拖试验台，其包括拖动电机和被试电机，拖动电机和被试电机的定子侧均直接或间接地与第一变压器的副边连接；电机控制装置，其与拖动电机所对应的第一双馈变流器连接，用于生成相应的转子驱动信号并传输至第一双馈变流器，以通过控制第一双馈变流器的工作状态调节拖动电机的输出功率，使得第一变压器的副边出现一高电压过程。本系统充分利用了现有风电变流器型式试验所需的双馈电机背靠背试验平台，并利用双馈电机额定工况运行时转子电压低于定子电压的特点，通过不同双馈转子侧变流器，在不存在过调制的情况下产生一个高电压过程，具有很强的实用性和便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种高电压穿越试验系统
本专利技术涉及风力发电
，具体地说，涉及一种高电压穿越试验系统。
技术介绍
风力发电作为一种无污染、利用可再生资源的环保型发电方式，成为最具发展潜力的可再生能源技术之一。风力发电已成为世界各国竞相发展的热点和重点，市场前景广阔。近年来，双馈感应发电机(DoublyFedInductiongenerator，简称DFIG)在风力发电系统中得到广泛应用。为了适应电网导则的要求，双馈风力发电机组必须具有低电压穿越的能力，但是电网电压骤升对其影响以及相应的高电压穿越(HighVoltagerideThrough，简称HVRT)技术研究较少。而在实际风电场系统中，当电网电压跌落发生时，风电场无功补偿装置电容器的投切，会造成系统无功过剩，在电网电压恢复时刻常引起电网电压迅速骤升，从而对风电机组造成二次危害。随着风力发电装机容量的不断扩大和并网准则完善，具有高电压穿越能力也会逐步成为对风电场的必然要求。澳大利亚率先制定了真正意义上的并网风力发电机的高电压穿越准则：当高压侧电网电压骤升至额定电压的130％时，风电机组应维持60ms不脱网，并提供足够大的故障恢复电流。然而，现有的风电机组高压穿越试验系统都需要配置高压电抗器、高压电容器、高压H桥变流器、高压变压器、高压晶闸管以及高压隔离开关等设备，这就造成整个系统的结构复杂、占用体积大，同时还会对电网造成冲击和扰动。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种高电压穿越试验系统，所述系统包括：双馈电机背靠背对拖试验台，其包括拖动电机和被试电机，所述拖动电机和被试电机的定子侧均直接或间接地与第一变压器的副边连接；电机控制装置，其与所述拖动电机所对应的第一双馈变流器连接，用于生成相应的转子驱动信号并传输至所述第一双馈变流器，以通过控制所述第一双馈变流器的工作状态调节所述拖动电机的输出功率，使得所述第一变压器的副边出现一高电压过程。根据本专利技术的一个实施例，所述电机控制装置包括：第一参考电流生成模块，其用于生成正常情况下的所述拖动电机的转子励磁电流，得到所述第一参考电流；第二参考电流生成模块，其用于根据正序电压参考值和正序电压实际值生成所述拖动电机需要发出一定容量无功功率时的转子无功电流，得到第二参考电流；第三参考电流生成模块，其用于生成一指定频率的正弦波，得到第三参考电流；d轴参考电流生成模块，其与所述第一参考电流生成模块、第二参考电流生成模块和第三参考电流生成模块连接，用于根据所述第一参考电流、第二参考电流和第三参考电流生成所述拖动电机的d轴参考电流。根据本专利技术的一个实施例，所述第一参考电流生成模块配置为根据有功功率指令值和功率因数生成所述第一参考电流。根据本专利技术的一个实施例，所述第二参考电流生成模块配置为根据电网电压生成所述正序电压实际值。根据本专利技术的一个实施例，所述电机控制装置还包括：q轴参考电流生成模块，其用于根据所述拖动电机的实际转速和参考转速，生成所述拖动电机的q轴参考电流。根据本专利技术的一个实施例，所述电机控制装置还包括：转子驱动信号生成模块，其与所述d轴参考电流生成模块和q轴参考电流生成模块连接，用于根据所述d轴参考电流和q轴参考电流生成相应的转子驱动信号并传输至所述第一双馈变流器。根据本专利技术的一个实施例，所述转子驱动信号生成模块配置为采用d、q轴电流双闭环矢量控制算法来根据所述d轴参考电流和q轴参考电流生成相应的转子驱动信号。根据本专利技术的一个实施例，所述电机控制装置还包括：第一切换模块，其与所述第三参考电流生成模块连接，用于控制所述第三参考电流生成模块输出或不输出所述第三参考电流。根据本专利技术的一个实施例，所述电机控制装置还包括：高压穿越使能模块，其包括两个输入端和一个输出端，其中，第一输入端与所述第一参考电流生成模块连接，第二输入端与所述d轴参考电流生成模块连接，输出端与所述转子驱动信号生成模块的输入端连接，用于根据接收到的高压穿越势能信号将所述第一输入端或第二输入端与输出端之间的连接导通。现有风电变流器高电压穿越试验受到试验电源容量限制或者受到需增加单独的变频器电源设备的条件限制，而本专利技术所提供的高电压穿越试验系统充分利用了现有风电变流器型式试验所需的双馈电机背靠背试验平台，并利用双馈电机额定工况运行时转子电压低于定子电压的特点，通过不同双馈转子侧变流器，在不存在过调制的情况下产生一个高电压过程，具有很强的实用性和便捷性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的高电压穿越试验系统的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的电机控制装置的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的正序电压参考值的波形曲线示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的拖动电机M1输出三相对称高电压时d轴参考电流的波形曲线示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的拖动电机M1输出两相不对称高电压时d轴参考电流的波形曲线示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的拖动电机M1的q轴参考电流的波形曲线示意图图7是根据本专利技术一个实施例的进行高压穿越试验时电网电压示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。现有的风电变流器高压穿越试验有的会受到试验电源容量限制，有的会受到需增加单独的变频器电源设备的条件限制，针对现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种新的高电压穿越试验平台，该试验平台特别适用于对风力发电机的高压穿越试验，其利用双馈电机背靠背对拖试验平台来进行风电变流器的高压穿越试验。图1示出了本实施例所提供的高电压穿越试验平台的结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的高电压穿越试验平台包括双馈电机背靠背对拖试验台101以及电机控制装置102。其中，双馈电机背靠背对拖试验台101包括拖动电机M1和被试电机M2，拖动电机M1和被试电机M2的定子侧均直接或间接地与第一变压器T1的副边连接，第一变压器T1的原边则通过高压开关柜K1与电网连接。具体地，本实施例中，拖动电机M1的定子侧通过第一双馈变流器C1以及第一低压开关K2与第一变压器T1的副边连接，拖动电机M1的转子侧同样通过第一双馈变流器C1以及第一低压开关K2与第一变压器T1的副边连接。本实施例中，电机控制器102与第一双馈变流器C1连接，其通过控制第一双馈变流器C1中变流器模块的工作状态来控制拖动电机M1的输出功率，从而在需要对相关风电变流器(即与被试电机M2连接的第二双馈变流器C2)进行高压穿越试验时使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高电压穿越试验系统，其特征在于，所述系统包括：双馈电机背靠背对拖试验台，其包括拖动电机和被试电机，所述拖动电机和被试电机的定子侧均直接或间接地与第一变压器的副边连接；电机控制装置，其与所述拖动电机所对应的第一双馈变流器连接，用于生成相应的转子驱动信号并传输至所述第一双馈变流器，以通过控制所述第一双馈变流器的工作状态调节所述拖动电机的输出功率，使得所述第一变压器的副边出现一高电压过程。

【技术特征摘要】
1.一种高电压穿越试验系统，其特征在于，所述系统包括：双馈电机背靠背对拖试验台，其包括拖动电机和被试电机，所述拖动电机和被试电机的定子侧均直接或间接地与第一变压器的副边连接；电机控制装置，其与所述拖动电机所对应的第一双馈变流器连接，用于生成相应的转子驱动信号并传输至所述第一双馈变流器，以通过控制所述第一双馈变流器的工作状态调节所述拖动电机的输出功率，使得所述第一变压器的副边出现一高电压过程。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机控制装置包括：第一参考电流生成模块，其用于生成正常情况下的所述拖动电机的转子励磁电流，得到所述第一参考电流；第二参考电流生成模块，其用于根据正序电压参考值和正序电压实际值生成所述拖动电机需要发出一定容量无功功率时的转子无功电流，得到第二参考电流；第三参考电流生成模块，其用于生成一指定频率的正弦波，得到第三参考电流；d轴参考电流生成模块，其与所述第一参考电流生成模块、第二参考电流生成模块和第三参考电流生成模块连接，用于根据所述第一参考电流、第二参考电流和第三参考电流生成所述拖动电机的d轴参考电流。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一参考电流生成模块配置为根据有功功率指令值和功率因数生成所述第一参考电流。4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第二参考电流生成模块配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家喜，佘岳，徐凤星，张少云，盛建科，黄敏，魏凯，曹国荣，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43