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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
² 模拟风力机特性,根据不同的风速数据,模拟风力机特性;
² 模拟风力发电机组的启动、并网、正常运行、故障和停机过程;
² 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;
² 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;
² 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;
² 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;
² 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;
² 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:
u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。
成功案例
企业介绍:
上海大周信息科技有限公司(简称“大周”),研发位于上海,销售及服务网络覆盖全国,主营业务是研发/销售直流微电网变流器与能源管理产品,承担直流微电网系统集成。目前主要客户有各电力装备企业、电网公司、电力科研院所、高校电气专业等。自成立以来,大周利用上海信息便力和科研人才众多的优势,为用户提供完备的新能源系统解决方案、产品样机和实验系统建设服务,并以先进电力电子和信息技术为核心,研发分布式能源终端产品,逐步从科研市场扩展到工商业及家庭能源市场。
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