風能是一種清潔的可再生能源，風力發(fā)電是風能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技術成熟、有規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。利用風能可以調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少溫室氣體排放，緩解環(huán)境污染。在風能資源好的地區(qū)，可以作為補充能源，緩解那里的能源急用和電力短缺。由于風力發(fā)電機組應用環(huán)境的惡劣程度以及對機組20年長壽命、高可靠性和安全性的特殊要求，風力發(fā)電機組的重要部件如齒輪箱、發(fā)電機等的制造技術成為了風力發(fā)電機組的難點。為了提高風電機組關鍵零部件的測試能力、掌握風電機組的關鍵測試技術、提高產(chǎn)品風力發(fā)電機組質(zhì)量，大多風電機組制造廠家都建設有大型的風力發(fā)電機組試驗平臺。通過試驗平臺上得到數(shù)據(jù)，優(yōu)化提高風力發(fā)電機組的性能，對以后進行新機型或新部件產(chǎn)品的開發(fā)和替代提供必要的試驗環(huán)境和手段。
目前，在國外，尤其是風力發(fā)電行業(yè)比較發(fā)達的國家都具有類似的大功率試驗平臺，在試驗平臺上進行風力發(fā)電機組的全功率或者傳動鏈傳動試驗。試驗過程中根據(jù)發(fā)電機的電壓等級需要增加相應的變壓器使電網(wǎng)電壓通過升壓或降壓達到發(fā)電機定子額定電壓等級的要求。國內(nèi)現(xiàn)有的試驗臺變壓器用法大都比較單一，單純滿足一種機型風力發(fā)電機組的試驗要求。本方案提供的變壓器可以兼容完成6MW雙饋風力發(fā)電機組傳動鏈傳動試驗和3MW液力耦合型風力發(fā)電機組的全功率試驗，更好地節(jié)約制造及基建成本并能保證功能的實現(xiàn)。
1具體實施方式下面將以某大型風力發(fā)電機組制造企業(yè)的6MW雙饋風力發(fā)電機組和3MW液力耦合型風力發(fā)電機組為例，具體描述該方案的實施方式。根據(jù)兩種風力發(fā)電機組發(fā)電機定子的額定電壓等級及其運行方式不同，本方案變壓器具備兩種運行模式，即升壓運行模式和降壓運行模式。
目前國內(nèi)尚無6MW及以上容量的全功率試驗平臺來滿足6MW風力發(fā)電機組的全功率試驗，為了在風電機組出廠前檢驗其安裝工藝、完善設計，需要進行傳動鏈傳動試驗。
此時雙饋發(fā)電機需要短接轉(zhuǎn)子以電動模式運行，6MW雙饋風力發(fā)電機組的發(fā)電機定子側(cè)額定電壓為6.6kV，而額定電網(wǎng)電壓為690V，為了滿足試驗要求需要增加變壓器將電壓從690V升至6.6kV，并且變壓器容量需要大于6MW雙饋發(fā)電機的啟動功率。
并網(wǎng)開關網(wǎng)側(cè)變流器降壓變壓器發(fā)電機拖動變頻器1次額定容量：2000kVA一次額定電壓：690V1次額定電流：1674A二次額定容量：2000kVA二次額定電壓：6600V二次額定電流：17高壓分接：±5%聯(lián)接組標號：Ydll（高壓Y接）次額定容量：3300kVA一次額定電壓：10000V次額定電流：191A二次額定容量：3300kVA二次額定電壓：690V二次額定電流：276短路阻抗：UK=7%聯(lián)接組標號：Ydll（高壓Y接）升壓運行模式下的原理拓撲圖此時變壓器一次側(cè)連接至電網(wǎng)電壓值為690V電源，通過升壓變壓器后升至6.6kV連接至6MW雙饋風力發(fā)電機組的發(fā)電機，同時為了滿足6MW雙饋風力發(fā)電機傳動試驗的要求其容量應該大于2000kVA.表1升壓運行模式的技術參數(shù)風力發(fā)電機組全功率試驗平臺是指在地面上建立針對風力發(fā)電機組進行各種型式試驗的功率試驗平臺，該試驗平臺要求能夠達到風力發(fā)電機組的額定功率輸出。在該試驗平臺上可以對風力發(fā)電機組的齒輪箱、發(fā)電機、變流器、控制系統(tǒng)等部件進行全面的試驗，檢驗各部件是否能夠達到標準和規(guī)范的要求，避免部件質(zhì)量缺陷；針對風力發(fā)電機組初期樣機進行設計技術和控制算法驗證，促進技術的消化吸收，避免設計缺陷；作為開發(fā)平臺進行新機型開發(fā)或新部件研發(fā)替代的性能測試試驗；作為系統(tǒng)調(diào)試的平臺，可以進行調(diào)試以及調(diào)試運行人員的培訓平臺；還可以進行后期批量生產(chǎn)時的抽檢試驗。3MW液力耦合型風力發(fā)電機組發(fā)電機正常發(fā)電運行時其定子側(cè)的額定電壓為10kV，為了達到并網(wǎng)要求需要增加變壓器使其電壓從10kV降至690V以便連接至電網(wǎng)，并且變壓器容量應該大于發(fā)電機的額定功率。
此時變壓器一次側(cè)連接至3MW液力耦合型風機的定子側(cè)電壓值為10kV，通過降壓變壓器后降至690V連接至降壓運行模式下的原理拓撲圖電網(wǎng)，為了滿足了3MW液力耦合型風力發(fā)電機的全功率試驗其容量應該大于3300kVA.表2降壓運行模式的技術參數(shù)2結(jié)論此方案變壓器能夠同時滿足6MW雙饋風力發(fā)電機組傳動鏈傳動試驗和3MW液力耦合型風力發(fā)電機的全功率試驗要求，并且將兩種運行方式的變壓器集成于一體可以大幅度減少變壓器室所占空間、減少維護量、減少制造成本。
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