永磁同步风力发电系统实验指导书
一、实验目的
1. 学习永磁同步风力发电系统的原理及其组成
2. 学习永磁同步风力发电系统并网过程及并网连续运行过程
3. 了解永磁同步风力发电系统MPPT控制方法与过程
二、实验器材
永磁同步风力发电系统V-Wind-YC、功率分析仪
三、实验内容与步骤
1. 了解整个永磁同步发电系统的组成和各个部分的主要功能（包括异步原动机、永磁同步电机、变频器、双向变流器等）。

2. 掌握永磁同步风力发电系统的并网过程和脱网过程。

（1）系统开机前准备
1）检查供电状态，2）接通控制电源，3）检查通信。

（2）启动网测变流器
在上位机主界面的“网测通讯”区域，点击“启动网测”按钮。

（3）启动风机
在上位机主界面的“变频器通讯”区域，在“给定转速”框中输入转速值，然后点击“启动风机”按钮。

（4）并网运行
在上位机主界面的“机测通讯”区域，点击“并网”按钮，并设置定子有功和定子无功。

（5）脱网
将给定定子有功和无功均设为0，并网输出功率逐渐下降，然后点击“脱网”按钮，脱网完成。

（6）停机
脱网完成后，将给定转速设为0，当风机逐渐停止后，点击“停止风机”按钮，然后点击“网测通讯”区域的“停止网测”按钮，最后关闭主电路旋钮。

3. 掌握永磁同步风力发电系统的自由并网试验。

（1）并网运行
将风机转速设为300r/min，电机转速稳定后，点击“并网”按钮。

（2）低速并网运行
电机转速为300r/min时，手动设定机侧有功功率500W至2000W，记录机侧相电流有效值、网测相电压有效值、网测相电流有效值、机侧有功和网测有功，填入表1中。

（3）额定速并网运行
电机转速设为1000r/min，手动设定机侧有功功率1000W至4000W，记录机侧相电流有效值、网测相电压有效值、网测相电流有效值、机侧有功和网测有功，填入表2中。

（4）离网
离网时，先将机侧给定有功设为0，等待实际功率降为零后，点击“离网”按钮使机侧脱网。

4. 永磁同步风力发电机最大功率跟踪实验
（1）MPPT运行
手动将给定转速设为300r/min，在电机稳定后，进行转子励磁，励磁完成后点击“并网”按钮。

成功并网后点击“MPPT”按钮，“MPPT”按钮变绿，此时控制系统按风力机模拟环境运行发电，原动机根据设定的模拟风场特性运行，变流器进行MPPT最大功率跟踪运行。

（2）低速风况模拟
当风速小于12m/s，则风力场最大功率点在运行转速范围之内。

此时在跟踪算法控制下，电机转速调整至最大功率点，输出功率为风机在此风速下能输出的最大功率。

将基本风设为6m/s，8m/s，10m/s，记录此时电机转速和实时机侧有功功率，填入表3中。

（3）额定转速风况模拟
当风速大于12m/s小于14m/s时，则风力场最大功率点高于最大运行转速1000r/min，此时发电机只能运行在1000r/min，但因风场在此运行点其最大输出转矩小于电机额定转矩，最大输出功率小于3000W，因此电机采用恒转速运行模式。

将基本风设为12m/s，变流器根据基本风的设定，自行调速模拟风速到额定转速1000r/min左右。

记录此时电机转速和实时机侧有功功率，填入表3中。

（4）超速风况模拟
当风速大于14m/s时，风场在1000r/min运行点其最大输出转矩大于电机额定转矩，最大输出功率大于3000W，因此风机必须进行变桨操作，电机采用最大转速的恒功率运行模式。

当将基本风设为14m/s，16m/s，18m/s时，记录机侧有功功率和变浆角度，填入表4中。

（5）退出风速模拟
再次点击MPPT按钮，MPPT按钮变灰，则关闭MPPT模式，此时转换为自由运行模式，在自由模式下按照脱网操作方式进行脱网。

四、实验数据及结果分析
1. 画出实验接线图。

2. 用功率分析仪测试试验波形，并进行分析。

3 将观察到的实验现象和测试数据记录到表格中，并对记录的数据进行分析。

五、总结。