一種光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)，針對光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器電壓驟升測試。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣泛使用和并網(wǎng)裝機(jī)容量的不斷增加，其在電網(wǎng)故障條件下的運(yùn)行與控制策略已直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)有的研究主要集中于電網(wǎng)電壓跌落故障對光伏發(fā)電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)影響分析及相應(yīng)的低電壓穿越技術(shù)探究，而與之對應(yīng)的電網(wǎng)電壓驟升條件下的相關(guān)研究成果則尚不多見。事實上，實際電力系統(tǒng)中電網(wǎng)電壓的驟升常伴隨著電網(wǎng)電壓的跌落故障而發(fā)生，如:電網(wǎng)電壓跌落導(dǎo)致的負(fù)載突切等可引發(fā)電網(wǎng)電壓的驟升。因此，為避免光伏發(fā)電系統(tǒng)在低電壓穿越后因暫態(tài)高壓而脫網(wǎng)，有必要對其光伏逆變器電壓驟升控制策略加以研究。電網(wǎng)電壓的驟升會帶來光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器控制裕度的下降，如若失控則會導(dǎo)致能量由電網(wǎng)倒灌進(jìn)入逆變器進(jìn)而引發(fā)直流側(cè)過壓或過流。為改善電網(wǎng)電壓驟升對光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器所造成的暫態(tài)沖擊，確保其安全并網(wǎng)運(yùn)行，該文提出一種光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)。
[0003]目前，中國市場接入光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器僅提出了低電壓穿越的相關(guān)指標(biāo)，對高電壓穿越暫不作要求，而北美市場主流逆變器廠商推出的逆變器多數(shù)帶有高電壓穿越功能，隨著國內(nèi)光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和完善，具備高電壓穿越功能將是光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的發(fā)展趨勢。
[0004]因此，為保障大規(guī)模光伏發(fā)電接入后的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，亟需開展光伏逆變器電壓驟升能力測試，而研制能夠真實模擬電網(wǎng)電壓驟升特性的測試裝置則是重中之重。實用新型專利《移動式風(fēng)電機(jī)組高低電壓穿越測試裝置》專利號為:201220255118.5，雖提供了一種電網(wǎng)高電壓模擬方案，其通過變壓器副邊繞組抽頭跳變實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓的上升，但該方法所產(chǎn)生的高電壓波形，其電壓上升速率過快，且無法模擬實際電網(wǎng)過電壓過程中的相角與電能質(zhì)量變化情況，不適合風(fēng)電機(jī)組高電壓能力的測試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)。
[0006]一種光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)，包括電源進(jìn)線隔離變壓器，高壓斷路器K2、可調(diào)電抗器L、高壓斷路器K1、電容器C、可調(diào)電阻R、配出線隔離變壓器，所述電源進(jìn)線隔離變壓器與高壓斷路器K2串聯(lián)，高壓斷路器K2與電抗器L串聯(lián)，電抗器L與配出線隔離變壓器串聯(lián)，高壓斷路器K1與電容器C、可調(diào)電阻R串聯(lián)，然后并聯(lián)在電抗器L與被測試裝置的隔離變壓器串聯(lián)點(diǎn)之間，模擬電網(wǎng)高電壓穿越過程，測試光伏逆變器高電壓穿越能力，其特征在于，所述高壓斷路器K1采用既可以三相同時投入的斷路器也可以分相投入的斷路器或晶閘管開關(guān)，電容器C與可調(diào)電阻R串聯(lián)采用星型接法，并且中性點(diǎn)接地；可調(diào)電抗器L、電容器C、和可調(diào)電阻R相互配合，實現(xiàn)提高光伏逆變器的電壓驟升所述容性無功功率在可調(diào)電抗器L的感抗XJ:產(chǎn)生電壓降，提高光伏逆變器電壓；所述感抗A采用干式空心電抗器，電抗器的電抗值XL與電抗器的電阻R況值X 應(yīng)大于10。
[0007]所述電壓驟升測試系統(tǒng)投入測試之前，預(yù)先將可調(diào)電抗器L的分接頭連接在合適的位置，所述高壓斷路器K1斷開，高壓斷路器K2斷開；啟動測試時，先閉合所述高壓斷路器K2，然后閉合所述高壓斷路器K1 ;結(jié)束測試時，先斷開所述高壓斷路器K1，然后，斷開所述高壓斷路器K2。
[0008]通過設(shè)置不同的感抗\與電阻R參數(shù)匹配實現(xiàn)所述光伏逆變器不同幅度的電壓驟升，感抗Xl與電阻R的參數(shù)選擇使所述光伏逆變器電壓驟升系統(tǒng)在100% Un-150% Un范圍內(nèi)有132種不同電壓幅度的電壓驟升波形；控制所述真空斷路器K1實現(xiàn)對所述光伏逆變器電壓驟升時間長度進(jìn)行控制。
[0009]所述每相電容器與可調(diào)節(jié)電阻串聯(lián)，通過高壓斷路器K1，可三相同時投入，實現(xiàn)三相電壓平衡電壓驟升，三相中的任意一相可以單獨(dú)控制，也可以實現(xiàn)三相電壓不平衡電壓驟升。
[0010]實現(xiàn)所述高電壓穿越測試系統(tǒng)的電壓驟升裝置包括電源進(jìn)線變壓器、高壓開關(guān)柜、電抗器柜、電容器柜、電阻箱柜、光伏逆變器變壓器；所述電抗器為感抗I，所述電容器為容抗xc，所述高壓開關(guān)柜內(nèi)裝有高壓斷路器K1、高壓斷路器K2，所述電容器柜內(nèi)裝有電容器C，所述電阻箱柜為可調(diào)節(jié)電阻R，所述高壓斷路器K2選取一般真空斷路器，所述高壓斷路器K1選取具有既可同時投入的真空斷路器也可分相投入真空斷路器或晶閘管開關(guān)，所述高壓開關(guān)柜、電容器柜、電阻箱柜絕緣水平應(yīng)在15KV及以上，所述電阻箱柜需加裝散熱裝置，所述電阻箱柜與高壓開關(guān)柜和電容器柜之間需加裝隔熱裝置。
[0011]所述電壓驟升裝置串接于被測光伏逆變器與電網(wǎng)之間，模擬電網(wǎng)過電壓測試所述被測光伏逆變器電壓驟升能力，所述電壓驟升裝置包括可調(diào)電抗器L感抗電容器C容抗Xc、高壓斷路器K1和高壓斷路器K2，所述感抗\與所述開關(guān)K1串聯(lián)后接入所述配出線隔離變壓器，所述電源進(jìn)線隔離變壓器二次繞組采用星型接線并中性點(diǎn)直接接地，所述高壓斷路器K1與電容器和電阻R串聯(lián)星型接線并中性點(diǎn)直接接地。
[0012]所述光伏逆變器高電壓驟升測試系統(tǒng)還包括就地測控系統(tǒng)和遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)；就地測控系統(tǒng)與所述高電壓穿越測試系統(tǒng)連接，就地測控系統(tǒng)與遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)相通訊；所述就地測控系統(tǒng)將系統(tǒng)的信息采集，進(jìn)行分析判斷后實現(xiàn)高電壓穿越控制，也可通過網(wǎng)絡(luò)功能將電壓驟升信息上傳給外部的遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)。
[0013]測試原理如下:可調(diào)電抗器L的AB兩端電壓降A(chǔ)Uab= (PRfQXj/Un，其中&為可調(diào)電抗器L的電阻，Χ^= ω L為可調(diào)電抗器L的電抗，Q為通過可調(diào)電抗器L的無功功率，Ρ為通過可調(diào)電抗器L的有功功率，當(dāng)Q為感性無功功率時，Q為正值，當(dāng)Q為容性無功功率時，Q為負(fù)值，當(dāng)Q為容性無功功率并且QX)P&時，Δ U AB〈0，即B點(diǎn)電壓高于A點(diǎn)電壓，所謂的電壓升高，提高所述光伏逆變器的連接點(diǎn)處的電壓，為了減小通過可調(diào)電抗器L有功功率在可調(diào)電抗器L電阻RJ:的電壓降，一般要求大于10。
[0014]所述電壓驟升裝置投入測試之前，所述高壓斷路器K1、K2斷開；
[0015]啟動測試時，先閉合所述高壓斷路器Κ2，然后閉合所述高壓斷路器Κ1 ;
[0016]結(jié)束測試時，先斷開所述高壓斷路器Κ1，然后斷開所述高壓斷路器Κ2。
[0017]所述電容C與電阻串聯(lián)，采用星型接法中性點(diǎn)接地；
[0018]所述電容器容抗Xc及串聯(lián)電阻R，當(dāng)高壓斷路器K1三相同時投入時，B點(diǎn)三相電壓平衡抬升，當(dāng)高壓斷路器K1三相不同時投入時，B點(diǎn)三相電壓不平衡抬升。
[0019]本發(fā)明提供:通過不同的感抗與不同容抗和電阻R參數(shù)匹配實現(xiàn)所述電壓驟升裝置與所述光伏逆變器不同幅度的電壓上升，電感L值分為22個等級，電容值兩個等級(正常情況固定)，電阻R值分為6個等級，不同的電感L值與電阻R值選擇使所述電壓驟升裝置與所述光伏逆變器的連接點(diǎn)電壓在100% Un-150% Un范圍內(nèi)有132種不同電壓驟升的高電壓波形；
[0020]所述高壓斷路器K1采用既可同時投入也可分相投入的機(jī)械開關(guān)或者晶閘管開關(guān)，高壓斷路器K2采用一般機(jī)械開關(guān)，控制所述高壓斷路器K1、K2，實現(xiàn)對所述電壓驟升裝置與所述被測光伏逆變器的高電壓時間長度進(jìn)行控制。
[0021]所述就地測控系統(tǒng)和遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)均與所述電壓驟升裝置連接；所述就地測控系統(tǒng)采集所述電壓驟升裝置與光伏逆變器的連接點(diǎn)的電壓等信息并將所述信息上傳給外部的遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)；所述電壓驟升裝置將狀態(tài)信號發(fā)送給所述就地控制系統(tǒng)后，所述就地控制系統(tǒng)將狀態(tài)信號實時傳送給所述遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)。
[0022]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供的一種光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)的有益效果包括:
[0023]1、本發(fā)明提供的一種光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)，感抗\與高壓斷路器Κ2串聯(lián)后接入被測光伏逆變器與電網(wǎng)之間，電壓驟升裝置與被測光伏逆變器的連接點(diǎn)處通過串聯(lián)的高壓斷路器Κ1和電容器C和電阻R串聯(lián)星型接線并中性點(diǎn)直接接地，測試過程通過控制高壓斷路器Κ1和Κ2按照時序的斷開和閉合實現(xiàn)，測試點(diǎn)產(chǎn)生的電壓驟升與實際電網(wǎng)電壓驟升產(chǎn)生的機(jī)理相同，電壓上升的速率及其電壓波形質(zhì)量均與實際電網(wǎng)過電壓特性十分吻合，能夠真實模擬產(chǎn)生實際的電網(wǎng)過電壓特性，可以實現(xiàn)690V、10KV和35KV電力系統(tǒng)的高電壓狀態(tài)模擬。
[0024]2、電容器C與電阻R串聯(lián)采用星型接法并中性點(diǎn)接地，串聯(lián)電阻可以減小電容器投切瞬間電流與電壓的過渡過程；電容器可以提供容性無功功率，配合感抗I抬升測試點(diǎn)的電壓。并且控制Κ1三相同時投入或者分相投入可以使該電壓驟升裝置的測試點(diǎn)電壓三相電壓平衡抬升或者不平衡抬升。
[0025]3、不同的感抗值\與電阻R共同作用可以在測試點(diǎn)得到不同的電壓幅度，實施例中感抗Xl與電阻R的參數(shù)選擇可在電壓100% Un-150% Un范圍內(nèi)有132種不同電壓幅度的電壓驟升波形。
[0026]4、光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)還包括外部相連的遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)，測試系統(tǒng)的所有信息均通過網(wǎng)絡(luò)上傳給遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0027]如圖1所示為本發(fā)明提供的一種光伏逆變器電壓驟升裝置的單線原理圖；
[0028]如圖2所示為本發(fā)明提供的一種電壓驟升裝置的開關(guān)動作與阻抗投入情況的時序圖；
[0029]如圖3所示為本發(fā)明提供的一種電壓驟升裝置中容抗Χε的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0030]如圖4所示為本發(fā)明提供的一種電壓驟升裝置實際應(yīng)用中的布局示意圖；
[0031]如圖5所示為本發(fā)明提供的一種光伏逆變器電壓驟升測試系統(tǒng)就地測試控制示意圖；
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