專利名稱:一種新型風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置、第一變壓器、電抗器組合、第二變壓器、光伏逆變器、風(fēng)電變流器，所述交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成。本實(shí)用新型不僅可以模擬電網(wǎng)的各種頻率擾動(dòng)、電壓擾動(dòng)、三相不平衡及諧波測(cè)試等，還可以模擬電網(wǎng)的各種電壓跌落情況，實(shí)現(xiàn)電壓的快速跌落和恢復(fù)，也可以很好的實(shí)現(xiàn)高電壓穿越試驗(yàn)，同時(shí)避免做低電壓穿越或者高電壓穿越試驗(yàn)時(shí)無功功率輸送到電網(wǎng)，從而減少了電網(wǎng)的影響。
【專利說明】一種新型風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及了一種新型風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，裝機(jī)容量連年快速增長。2010年，風(fēng)電機(jī)組新增12904臺(tái)，裝機(jī)容量18.93GW，同比增長73.3%，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)44.733GW，超過美國居世界第一位，有三家風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入世界十強(qiáng)。2011年，中國光伏產(chǎn)品產(chǎn)能30GW，占全球產(chǎn)能60%，有數(shù)家世界十大光伏企業(yè)都來自中國。目前，中國國家能源局公布了中國可再生能源發(fā)展的“十二五”規(guī)劃目標(biāo)，到2015年，風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量將達(dá)100GW，年產(chǎn)能1900億千瓦時(shí)；光伏發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到21GW，年產(chǎn)能量250億千瓦時(shí)。
[0003]隨著中國風(fēng)電和光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，問題也是頻頻出現(xiàn)，目前中國已有多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)多次發(fā)生了大規(guī)模風(fēng)電脫網(wǎng)事件，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大威脅。同時(shí)由于太陽能光伏發(fā)電屬于能量密度低、穩(wěn)定性差、調(diào)節(jié)能力差的能源，其發(fā)電量受天氣及地域的影響較大，并網(wǎng)發(fā)電后會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及電網(wǎng)的供電質(zhì)量造成一定影響。宄其原因，發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備除了不具備低電壓穿越能力外，不具備高電壓穿越能力和對(duì)電網(wǎng)適應(yīng)能力差也是其重要原因，所以發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備只有同時(shí)具備低電壓穿越、高電壓穿越以及電網(wǎng)適應(yīng)性能力，才能與大電網(wǎng)和諧共處，才能真正從技術(shù)上解決大規(guī)模風(fēng)電、光伏并網(wǎng)問題。
[0004]對(duì)于低電壓穿越能力要求，中國國家電網(wǎng)公司已發(fā)布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW392-2009《風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》、GB/T 29319-2012《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，中國國家也制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T19963-2011《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》、GB/T19964-2011《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，其中都規(guī)定了低電壓穿越測(cè)試要求。對(duì)于電網(wǎng)適應(yīng)性能力要求，目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試規(guī)程》和國家標(biāo)準(zhǔn)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》都已掛網(wǎng)征求意見，而對(duì)于高電壓穿越能力要求，國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)制定并頒布了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，比如德國的E.0N、澳大利亞的AEMC、加拿大的AESO、美國的WECS、IEEE1547，IEC也正在制定高電壓穿越測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，其中風(fēng)電發(fā)展比較發(fā)達(dá)的國家對(duì)高電壓穿越能力的要求一般是1.1?1.3倍額定電壓。在中國國內(nèi)雖然還沒有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是針對(duì)高電壓穿越，政府、電網(wǎng)公司、設(shè)備制造廠家、行業(yè)組織、專家學(xué)者等都已經(jīng)有了廣泛的共識(shí)，如中國國家電網(wǎng)調(diào)【2011】974號(hào)《關(guān)于引發(fā)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行反事故措施要點(diǎn)》中明確提出“風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具備必要的高電壓穿越能力”的要求；新修訂的《國家電網(wǎng)十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》(2012修訂版)也指出“風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具有規(guī)程規(guī)定的低電壓穿越能力和必要的高電壓耐受能力”;在2011年7月試行的《山東電網(wǎng)新建風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)驗(yàn)收流程》中也明確了高電壓穿越能力的驗(yàn)收要求，即“風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具有必要的高電壓穿越能力，并網(wǎng)點(diǎn)電壓在0.9?1.1倍額定電壓(含邊界值)內(nèi)能正常運(yùn)行”。
[0005]然而，由于中國國內(nèi)試驗(yàn)和測(cè)試手段匱乏，目前很少有研制與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相配套的完整的高低電壓穿越測(cè)試和電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試裝置，主要測(cè)試設(shè)備均依賴進(jìn)口，難以為風(fēng)電和光伏并網(wǎng)驗(yàn)收提供有效的技術(shù)支撐，也嚴(yán)重制約著中國風(fēng)電和光伏行業(yè)的健康有序發(fā)展。
[0006]現(xiàn)有的風(fēng)電光伏并網(wǎng)測(cè)試裝置，一種是用電抗器串聯(lián)分壓模擬電網(wǎng)的跌落和電壓擾動(dòng)，另一種是用變流器來模擬電網(wǎng)的電壓和頻率擾動(dòng)?，F(xiàn)有的風(fēng)電光伏電抗器串聯(lián)分壓并網(wǎng)測(cè)試裝置在做低電壓穿越試驗(yàn)時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)有一定的沖擊，同時(shí)試驗(yàn)中也會(huì)將大量的無功功率輸送到電網(wǎng)，降低電網(wǎng)的功率因數(shù)，對(duì)電網(wǎng)有一定的影響；并且只能模擬電網(wǎng)短路試驗(yàn)，而對(duì)頻率擾動(dòng)、電壓擾動(dòng)、三相不平衡及諧波測(cè)試等電網(wǎng)適應(yīng)性試驗(yàn)無能為力；而現(xiàn)有的變流器電源裝置能很好的模擬電網(wǎng)的頻率波動(dòng)、電壓波動(dòng)、三相不平衡及諧波測(cè)試等，但在模擬低電壓跌落及恢復(fù)時(shí)，其中跌落和恢復(fù)速度相對(duì)較慢，據(jù)統(tǒng)計(jì)，最快需要1mS及以上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的就在于提供了一種新型風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置，不僅可以模擬電網(wǎng)的各種頻率擾動(dòng)、電壓擾動(dòng)、三相不平衡及諧波測(cè)試等，還可以模擬電網(wǎng)的各種電壓跌落情況，實(shí)現(xiàn)電壓的快速跌落和恢復(fù)，也可以很好的實(shí)現(xiàn)高電壓穿越試驗(yàn)，同時(shí)避免做低電壓穿越或者高電壓穿越試驗(yàn)時(shí)無功功率輸送到電網(wǎng)，從而減少了電網(wǎng)的影響。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0009]—種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置、第一變壓器以及電抗器組合，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、第一變壓器以及電抗器組合，且電抗器組合分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連。
[0010]另一種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置、第一變壓器、電抗器組合以及第二變壓器，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、第一變壓器、電抗器組合以及第二變壓器，且第二變壓器分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連。
[0011]—種用于模擬低壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置、電抗器組合，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、電抗器組合以及第一變壓器，且第一變壓器分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連；電流先經(jīng)過電抗器組合，再經(jīng)過第一變壓器，用于降低第一變壓器的容量。
[0012]所述整流器和逆變器通過一定的控制可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，且由整流器和逆變器組成的交流電網(wǎng)模擬裝置可以模擬電網(wǎng)的頻率變化、電壓變化和電壓跌落，且采用三相獨(dú)立H橋控制可以實(shí)現(xiàn)模擬電網(wǎng)的平衡跌落和不平衡跌落的情況。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述電抗器組合由第一電抗器L1、第二電抗器L2、第一斷路器KN1、第二斷路器KN2、第三斷路器KMl組成，電網(wǎng)的電流經(jīng)過第一電抗器LI流向第二電抗器L2 ;所述第一電抗器LI兩端并聯(lián)有第三斷路器KMl，且第一電抗器LI的輸出端與風(fēng)電變流器相連；所述第二電抗器L2的輸出端經(jīng)過第一斷路器KN1、第二斷路器KN2后接地。
[0014]所述電抗器組合根據(jù)串聯(lián)分壓的原理，每一相都用多個(gè)電抗器串聯(lián)，每個(gè)電抗器都可以選擇是否投入使用，非低電壓穿越試驗(yàn)情況下斷路器KN1/KN2/KM1都是出于斷開狀態(tài)；低電壓穿越情況下KN1/KN2處于閉合狀態(tài)，而KMl根據(jù)情況選擇開通。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述第一變壓器與第二變壓器結(jié)構(gòu)均呈三角/星形或者星/星形。
[0016]當(dāng)做電壓響應(yīng)和頻率響應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，電抗器組合選擇不投入使用，交流電網(wǎng)模擬裝置模擬電網(wǎng)的電壓響應(yīng)和頻率響應(yīng)；當(dāng)做低電壓穿越試驗(yàn)時(shí)，電抗器組合選擇投入，根據(jù)串聯(lián)分壓的原理模擬電網(wǎng)電壓跌落情況。交流電網(wǎng)模擬裝置可以降低低電壓穿越試驗(yàn)時(shí)電抗器對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)交流電網(wǎng)模擬裝置還可以發(fā)出一定的無功能量以中和分布式發(fā)電裝置低電壓穿越試驗(yàn)時(shí)發(fā)出的無功能量，避免無功能量流入電網(wǎng)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0018]1.避免低電壓穿越或者高電壓穿越試驗(yàn)時(shí)大量無功能量輸送到電網(wǎng)；
[0019]2.避免低電壓穿越試驗(yàn)時(shí)電抗器對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少了電網(wǎng)的影響；
[0020]3.可以模擬電網(wǎng)的各種電壓跌落情況，實(shí)現(xiàn)電壓的快速跌落和恢復(fù)；
[0021]4.靈活模擬電網(wǎng)的各種頻率擾動(dòng)、電壓擾動(dòng)、三相不平衡、諧波測(cè)試等；
[0022]5.便于實(shí)驗(yàn)室或車間進(jìn)行風(fēng)電或光伏并網(wǎng)變流裝置的研發(fā)和檢測(cè)。

【附圖說明】

[0023]圖1為一種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為另一種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為用于模擬低壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為電抗器組合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為第一變壓器、第二變壓器結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0028]圖6為第一變壓器、第二變壓器結(jié)構(gòu)示意圖一。

【具體實(shí)施方式】
[0029]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]如圖1所示，一種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置1、第一變壓器2以及電抗器組合3，且交流電網(wǎng)模擬裝置I由整流器4與逆變器5組成；所述整流器4的一端與電網(wǎng)6相連、另一端依次連接有逆變器5、第一變壓器2以及電抗器組合3，且電抗器組合3分別與光伏逆變器7、風(fēng)電變流器8相連。
[0032]實(shí)施例2:
[0033]如圖2所示，一種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置1、第一變壓器2、電抗器組合3以及第二變壓器9，且交流電網(wǎng)模擬裝置I由整流器4與逆變器5組成；所述整流器4的一端與電網(wǎng)6相連、另一端依次連接有逆變器5、第一變壓器2、電抗器組合3以及第二變壓器9，且第二變壓器9分別與光伏逆變器7、風(fēng)電變流器8相連。
[0034]實(shí)施例3:
[0035]如圖3所示，一種用于模擬低壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置1、電抗器組合3，且交流電網(wǎng)模擬裝置I由整流器4與逆變器5組成；所述整流器4的一端與電網(wǎng)6相連、另一端依次連接有逆變器5、電抗器組合3以及第一變壓器2，且第一變壓器2分別與光伏逆變器7、風(fēng)電變流器8相連。
[0036]實(shí)施例4:
[0037]采用實(shí)施例1~3所述的試驗(yàn)裝置，其中所述的電抗器組合3由第一電抗器L1、第二電抗器L2、第一斷路器KNl、第二斷路器KN2、第三斷路器KMl組成，電網(wǎng)6的電流經(jīng)過第一電抗器LI流向第二電抗器L2 ;所述第一電抗器LI兩端并聯(lián)有第三斷路器KMl，且第一電抗器LI的輸出端與風(fēng)電變流器8相連；所述第二電抗器L2的輸出端經(jīng)過第一斷路器KN1、第二斷路器KN2后接地。
[0038]實(shí)施例5:
[0039]采用實(shí)施例1~3所述的試驗(yàn)裝置，其中所述的第一變壓器2與第二變壓器9結(jié)構(gòu)均呈三角/星形或者星/星形。
[0040]最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述試驗(yàn)裝置包括交流電網(wǎng)模擬裝置、第一變壓器以及電抗器組合，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、第一變壓器以及電抗器組合，且電抗器組合分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連。2.—種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述試驗(yàn)裝置包括交流電網(wǎng)模擬裝置、第一變壓器、電抗器組合以及第二變壓器，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、第一變壓器、電抗器組合以及第二變壓器，且第二變壓器分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連。3.—種用于模擬低壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述試驗(yàn)裝置包括交流電網(wǎng)模擬裝置、電抗器組合，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、電抗器組合以及第一變壓器，且第一變壓器分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述電抗器組合由第一電抗器L1、第二電抗器L2、第一斷路器KN1、第二斷路器KN2、第三斷路器KMl組成，電網(wǎng)的電流經(jīng)過第一電抗器LI流向第二電抗器L2 ;所述第一電抗器LI兩端并聯(lián)有第三斷路器KMl，且第一電抗器LI的輸出端與風(fēng)電變流器相連；所述第二電抗器L2的輸出端經(jīng)過第一斷路器KN1、第二斷路器KN2后接地。5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一變壓器與第二變壓器結(jié)構(gòu)均呈三角/星形或者星/星形。
【文檔編號(hào)】G01R31-00GK204287338SQ201420711298
【發(fā)明者】周細(xì)文, 馬華峰, 劉可, 梁韜, 鮑安平 [申請(qǐng)人]南京中認(rèn)南信檢測(cè)技術(shù)有限公司, 周細(xì)文