技术文章：大功率交流电源在风力发电行业应用

引言　为纪念应对气候变化《巴黎协定》达成5周年，联合国及有关国家于12月12日以视频方式举行气候雄心峰会，会上中国提出了：
 
“到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电，太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。”
 
2019年，中国非化石能源占比为15.3%，提前一年完成16年签署协议的2020年15%的目标。
 
可再生能源有水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能、地热能等。风能源于太阳辐射使地球表面受热不均、导致大气层中压力分布不均而使空气沿水平方向运动所获得的动能。据估计, 地球上可开发利用的风能约为2*107 MW, 是水能的10倍, 只要利用1%的风能即可满足全球能源的需求 。截至2019年底，中国风电装机2.1亿千瓦，风电发电量4057亿千瓦时，占国内发电量的5.5%。新能源发展目标对于光伏、风力等新能源行业是一剂强心针。

风电场是风力发电的核心部分，风电场的电气部分由一次部分和二次部分共同组成。风电场电气一次系统可以分为四个主要部分：风电机组、集电系统、升压站及厂用电系统。风电场的主流风力发电机本身输出电压为690V，经过箱式升压变压器将电压升高到10kV或35kV，在经过主变升压至110kV或220kV，再通过高压架空线并网。

风电行业制造商需求交流电源具备AC 690Vrms输出及丰富的可编程功能，以完成风力发电机输出模拟。市面上的交流程控电源大多数在AC 300Vrms左右，很难满足测试需求。
 
IT7800系列大功率可编程交/直电源电压可达350/500 VL-N，可选择单相、三相、反相等不同输出模式，模拟三相不平衡、三相谐波不平衡、缺相测试、相序接反等多种测试。通过反相模式可以提供高达AC700/1000Vrms相电压的倍增电压输出，无需串联即可覆盖风力发电、煤矿等多种高压测试需求。

图1 IT7800实测700Vrms输出波形图


 图2 IT7800三相模式输出量测界面示意图 

IT7800系列具有3U/15kVA超高功率密度，功率最大可扩展至960kVA的大容量交直流输出，输出频率达2400Hz，还具有50次谐波模拟和分析功能，单机可同时测试1~3个待测物。可模拟任意波形输出，支持CSV文件导入波形，同时具有交流测量及分析功能，可广泛应用于分布式能源、智能电网、新能源等多个领域的产品研发、生产、质检等不同阶段。