專利名稱：用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于新能源領域中并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的測試裝置，特別提供一種用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，能夠滿足風電機組和光伏電站的電網(wǎng)適應性功能測試。
背景技術：
近年來，中國風力發(fā)電、光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，裝機容量連年快速增長。例如，2010年，風電機組新增12904臺，裝機容量18.93GW，同比增長73.3%，累計裝機容量達44.733GW，超過美國居世界第一位，有三家風電設備生產(chǎn)企業(yè)進入世界十強。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，到2015年，風電并網(wǎng)裝機容量將達到100GW，年產(chǎn)能量1900億千瓦時；光伏發(fā)電裝機容量將達到21GW，年產(chǎn)能量250億千瓦時。與此同時，中國風電和光伏運行也出現(xiàn)了很多問題:目前中國已多次發(fā)生了大規(guī)模風機脫網(wǎng)事件，如2011年2月24日，中電酒泉風電公司橋西第一風電場出現(xiàn)電纜故障，造成三相短路，導致16個風電場598臺風電機組脫網(wǎng)。4月17日，甘肅瓜州協(xié)合風電公司干河口西第二風電場故障，造成15個風電場702臺機組脫網(wǎng)，同日，在河北張家口國華家鑫風電場也發(fā)生事故，644臺風電機組脫網(wǎng)，等等。究其原因，首先，風機不具備低電壓穿越是主要原因之一，這已是行業(yè)形成的共識。但風機對電網(wǎng)適應性差同樣是其中一個重要原因，而且由于對電網(wǎng)適應性能力不足引起的風機脫網(wǎng)事故也逐漸呈現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢。同樣在光伏發(fā)電方面，由于太陽能光伏發(fā)電能量密度低、穩(wěn)定差，調節(jié)能力差，發(fā)電量受天氣及地域的影響較大，并網(wǎng)發(fā)電后也會對電網(wǎng)安全，穩(wěn)定，經(jīng)濟運行以及電網(wǎng)的供電質量造成一定影響。為此，大規(guī)模的風力發(fā)電或光伏發(fā)電并網(wǎng)運行給電網(wǎng)安全穩(wěn)定帶來的巨大壓力制約著我國風電和光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。為了制止，甚至是杜絕風電和光伏并網(wǎng)給電網(wǎng)帶來的安全穩(wěn)定問題，確保系統(tǒng)安裝者的安全以及電網(wǎng)的可靠運行，目前，中國已經(jīng)采取了措施和制定了標準，與之相關的《風力發(fā)電機組電網(wǎng)適應性測試規(guī)程》和《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》已掛網(wǎng)征求意見，要求對并網(wǎng)系統(tǒng)進行電網(wǎng)適應性(包括電壓適應性、頻率適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性和諧波電壓適應性)能力測試，同時還要滿足電能質量要求和并網(wǎng)的技術要求。為此就需要通過專門的設備模擬電網(wǎng)故障情況來測試風電和光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的適應性。例如，申請?zhí)?01120134815.0的專利文獻公開了大容量多適應性并網(wǎng)光伏逆變器檢測平臺，該測試平臺包括隔離變壓器，可控直流電源，用于為待測逆變器的輸入；電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置；多抽頭變壓器；RLC負載集控系統(tǒng)；其中，進線接隔離變壓器，隔離變壓器輸出為試驗母線，試驗母線一條分支通過隔離變壓器后作為可控直流電源的輸入，可控直流電源輸出接待測變壓器；另一分支通過隔離變壓器降壓后接電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置，電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置的輸出接多抽頭變壓器，多抽頭變壓器的輸出接待測逆變器的交流側。[0006]申請?zhí)?01010206913.0的專利文獻公開了一種風力發(fā)電機組電網(wǎng)適應性測試裝
置，該裝置包括基于功率半導體器件構建的變流器，該變流器輸入端連接三相電源，輸出端連接風力發(fā)電機組。上述這些專利文獻所公開的有關電網(wǎng)適應性測試裝置要么是針對風電機組，要么是針對光伏逆變器，應用單一；并且第二個專利采用功率變流器來完成全功率測試，其體積大、成本高，還加大系統(tǒng)的制造難度，限制功率變流器的擴容。

實用新型內(nèi)容本實用新型鑒于所述問題，提供一種用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，該裝置既能滿足風力發(fā)電機組電網(wǎng)適應性測試要求，又能滿足光伏發(fā)電站電網(wǎng)適應性測試要求，其結構簡單，具有很強的實用性。同時系統(tǒng)由接入電網(wǎng)提供額定電壓和基波電壓等作為基準電壓，利用功率變流器裝置提供滿足測試要求的偏差電壓Λ U和各次諧波電壓Un。因此，本實用新型提供的測試裝置容量遠遠小于系統(tǒng)額定容量，使其體積小、成本低、制造容易。本實用新型為一種用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，所述并網(wǎng)測試裝置包括:功率變流器、串聯(lián)變壓器、并聯(lián)變壓器、輸入斷路器、輸出斷路器、保護斷路器、第一至第四功能切換開關和旁路開關以及DSP (數(shù)字信號處理:Digital Signal Processing)控制檢測單元，并網(wǎng)測試裝置的輸入端連接電網(wǎng)，輸出端連接作為待測裝置的風力發(fā)電機組或光伏發(fā)電站，輸入斷路器的輸入端連接至電網(wǎng)，輸入斷路器的輸出端連接串聯(lián)變壓器原邊繞組一端，同時連接保護斷路器的輸入端，串聯(lián)變壓器原邊繞組的另一端連接第二功能切換開關的輸入端，第二功能切換開關的輸出端連接輸出斷路器的輸入端，輸出斷路器的輸出端連接至待測裝置，保護斷路器的輸出端連接功率變流器的輸入端，功率變流器的輸出端分別連接第一功能切換開關和第三功能切換開關的輸入端，第一功能切換開關的輸出端連接串聯(lián)變壓器副邊繞組，第三功能切換開關的輸出端連接并聯(lián)變壓器的輸入端，并聯(lián)變壓器的輸出端連接第四功能切換開關的輸入端，第四功能切換開關的輸出端連接至輸出斷路器的輸入端，旁路開關跨接在輸入斷路器的輸出端與輸出斷路器的輸入端間。其中，所述輸入斷路器和輸出斷路器主要用于電網(wǎng)側和待測裝置的保護，所述保護斷路器為主要用于功率變流器側的保護。 優(yōu)選為，所述功率變流器為具有能量雙向流動的變流器拓撲結構。優(yōu)選為，在本實用新型測試裝置中，第一至第四功能切換開關和旁路開關為機械開關或者電子開關。電子開關是以晶閘管、GT0, IGBT、IGCT等半導體開關器件作為開關元件的固態(tài)開關。所述串聯(lián)變壓器用于將功率變流器輸出的偏差電壓和諧波電壓通過副邊繞組耦合到變壓器原邊，所述并聯(lián)變壓器用于將功率變流器輸出頻率傳送給待測裝置，同時實現(xiàn)電壓匹配。第一至第四功能切換開關用于控制測試電壓適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性、諧波適應性或是測試頻率適應性；旁路開關用于控制實際電網(wǎng)接入或是模擬電網(wǎng)接入。所述DSP控制檢測單元用于控制功率變流器開關器件、輸入斷路器、輸出斷路器、保護斷路器以及第一至第四功能切換開關以及旁路開關；同時檢測功率變流器輸入電壓、電流、相位，功率變流器的直流側電壓、電流以及待測裝置的輸入電壓、電流、相位。根據(jù)檢測值控制功率變流器開關器件，輸出符合測試要求的電壓、頻率、諧波等。根據(jù)本實用新型所提供的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，所述裝置輸入端接電網(wǎng)，輸出端接待測裝置，待測裝置能夠是風力發(fā)電機組，也能夠是光伏發(fā)電站，該測試裝置能模擬電網(wǎng)的各種特性，包括電壓、頻率、三相不平衡、電壓波動和閃變、諧波電壓等電網(wǎng)特性，滿足風電和光伏并網(wǎng)的電網(wǎng)適應性測試要求。本實用新型的測試工作原理根據(jù)本實用新型所提供的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，能夠同時滿足風電機組和光伏電站涉網(wǎng)關鍵指標-電網(wǎng)適應性功能測試，其中，對于電壓適應性、三相不平衡適應性、閃變適應性和諧波適應性的測試，由接入電網(wǎng)提供額定電壓或基波電壓等作為基準電壓，控制功率變流器裝置提供滿足測試要求的偏差電壓Λ U或各次諧波電壓Un，通過串聯(lián)變壓器疊加額定電壓和偏差電壓Λ U實現(xiàn)電壓適應性、三相不平衡適應性和閃變適應性測試要求，疊加基波電壓和各次諧波電壓Un實現(xiàn)諧波適應性測試要求；對于頻率適應性測試，通過控制功率變流器的輸出頻率，以及并聯(lián)變壓器能量傳遞從而實現(xiàn)頻率適應性的測試要求。本實用新型所述的測試裝置既包含普通的三相系統(tǒng)，也包含帶地線、或者帶中線、或者帶地線和中線的三相系統(tǒng)。目前，電網(wǎng)適應性測試相關標準要求:電壓適應性、頻率適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性、諧波適應性測試時要求待測裝置平均有功功率輸出分別在額定功率的 10%、10%、50%、30%、50% 以上。本實用新型測試裝置電壓適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性和諧波適應性都是由電網(wǎng)提供額定電壓或者基波電壓，功率變流器只是提供偏差電壓或各次諧波電壓，所有對于功率變流器的容量只要滿足偏差電壓和各次諧波電壓需要容量即可。本實用新型測試裝置頻率適應性是完全由功率變流器提供測試要求的全功率，所有功率變流器必須滿足頻率適應性測試的功率要求，即額定功率的10%以上。綜合以上電網(wǎng)適應性測試技術方案，本實用新型測試裝置中設計功率變流器容量只要滿足電壓適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性和諧波適應性測試中偏差電壓或各次諧波電壓所需要容量以及滿足頻率適應性測試中達到額定功率的10%以上即可。因此，對于功率變流器的容量設計能夠遠遠小于待測裝置額定容量，伴隨著變流器容量的降低，由此會帶來一系列好處，比如成本低、體積小、重量輕、發(fā)熱量小、可靠性高等，這對于集成在集裝箱里面的移動式測試裝置來說，所帶來的優(yōu)勢是非常巨大的。對于本實用新型一實施方式所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，若以后電網(wǎng)適應性相關測試標準提高了測試額定功率，尤其是頻率適應性測試時所要達到的額定功率，本實用新型測試裝置只需要提高功率變流器設計容量達到頻率適應性測試要求的額定功率即可；由于本實用新型技術方案中對于頻率適應性以外的適應性測試，功率變流器只提供偏差電壓和各次諧波，所以仍然不失功率變流器容量較小的優(yōu)勢，同時本實用新型測試裝置用于測試的風電機組或是光伏發(fā)電站能夠不受容量的限制，極大的減輕了功率變流器擴容難度，擴大了其應用范圍。本實用新型的有益效果如下:[0026]1、本實用新型用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置能模擬電網(wǎng)的各種特性，包括電壓、頻率、三相不平衡、電壓波動和閃變、諧波電壓等電網(wǎng)特性，能夠滿足風電和光伏并網(wǎng)的電網(wǎng)適應性測試要求。2、本實用新型用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，其功率變流器的容量設計只要滿足電壓適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性和諧波適應性測試中偏差電壓和各次諧波電壓所需要容量以及滿足頻率適應性測試中達到額定功率的10%以上即可。所以功率變流器的容量設計能夠遠遠小于待測裝置額定容量，伴隨著變流器容量的降低，由此會帶來一系列好處，比如成本低、體積小、重量輕、發(fā)熱量小、可靠性高，這對于集成在集裝箱里面的移動式測試裝置來說，所帶來的優(yōu)勢是非常巨大的。3、對于本實用新型用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，若以后電網(wǎng)適應性相關測試標準提高了測試額定功率，尤其是頻率適應性測試時所要達到的額定功率，本實用新型測試裝置只需要提高功率變流器設計容量達到頻率適應性測試要求的額定功率即可；由于本實用新型技術方案中對于頻率適應性以外的適應性測試，功率變流器只提供偏差電壓和各次諧波，所以仍然不失功率變流器容量較小的優(yōu)勢，同時本實用新型測試裝置用于測試的風電機組或是光伏發(fā)電站能夠不受容量的限值，減輕了功率變流器擴容難度，擴大了其應用范圍。

圖1是本實用新型一實施方式所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置的結構圖；圖2是本實用新型一實施方式所述的風電/光伏的新型并網(wǎng)測試裝置的DSP控制檢測單元的構成框圖；圖3是本實用新型一實施方式所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置的接線電路圖。
具體實施方式
以下，結合附圖，對本實用新型的具體實施方式
進行進一步說明。如圖1所示為本實用新型一實施方式所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置的結構圖，所述測試裝置包括功率變流器、串聯(lián)變壓器、并聯(lián)變壓器、輸入斷路器Q1、輸出斷路器Q。、保護斷路器Qp以及第一至第四功能切換開關S1、S2、S3、S4和旁路開關SBP。其輸入端接電網(wǎng)，輸出端接待測裝置，待測裝置能夠是風力發(fā)電機組或是光伏發(fā)電站。該測試裝置能模擬電網(wǎng)的各種特性，包括電壓、頻率、三相不平衡、電壓波動和閃變、諧波電壓等電網(wǎng)特性，滿足風電和光伏并網(wǎng)的電網(wǎng)適應性測試要求。功率變流器包含所有具有能量雙向流動的三相或單相高壓或低壓變流器拓撲結構，如三相四象限變流器、三相多電平變流器以及由單相變流器組成的三相系統(tǒng)等等。采用哪一種變流器拓撲結構可根據(jù)待測裝置電壓等級、裝置容量等因素綜合考慮。串聯(lián)變壓器的原邊繞組串聯(lián)于電網(wǎng)與待測裝置之間，副邊繞組通過第一功能切換開關SI閉合連接功率變流器輸出端。串聯(lián)變壓器用于將功率變流器輸出的偏差電壓或各次諧波電壓經(jīng)副邊繞組耦合到原邊疊加電網(wǎng)額定電壓，從而改變電網(wǎng)運行參數(shù)，模擬電網(wǎng)電壓偏差、三相電壓不平衡、電壓波動與閃變、諧波電壓等，完成風電機組和光伏發(fā)電站電網(wǎng)適應性中電壓適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性和諧波電壓適應性測試要求。并聯(lián)變壓器原邊通過第三功能切換開關S3串聯(lián)在功率變流器輸出側，副邊通過第四功能切換開關S4串聯(lián)在輸出斷路器％的輸入側。并聯(lián)變壓器為電網(wǎng)適應性中頻率適應性提供通路和匹配電壓等級。旁路開關Sbp用于控制實際電網(wǎng)接入或是模擬電網(wǎng)接入，閉合旁路開*SBP，待測裝置通過實際電網(wǎng)供電，通常用于等待測試條件；滿足測試條件時，斷開旁路開關Sbp，進入測試過程，待測裝置由模擬電網(wǎng)供電。第一至第四功能切換開關S1、S2、S3、S4用于控制是頻率適應性測試還是除頻率適應以外的其他適應性測試。閉合第一功能切換開關SI和第二功能切換開關S2，斷開第三功能切換開關S3和第四功能切換開關S4，通過串聯(lián)變壓器耦合功率變流器輸出偏差電壓或各次諧波電壓疊加電網(wǎng)額定電壓或基波電壓完成電壓適應性、三相電壓不平衡適應性、閃變適應性和諧波電壓適應性測試；閉合第三功能切換開關S3和第四功能切換開關S4，斷開第一功能切換開關SI和第二功能切換開關S2，通過并聯(lián)變流器傳遞功率變流器輸出頻率和自身匹配電壓單獨完成頻率適應性測試。在本實用新型測試裝置中，第一至第四功能切換開關S1、S2、S3、S4和旁路開關Sbp由機械開關或電子開關構成，電子開關是以晶閘管、GT0、IGBT、IGCT等半導體開關器件作為其開關元件的固態(tài)開關。如圖2所示為本實用新型一實施方式所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置的DSP控制檢測單元的構成框圖，控制單元作為控制系統(tǒng)硬件電路的核心部分，采用高速數(shù)字信號處理器DSP TMS320F28335，利用其高速處理能力、高精度PWM輸出實現(xiàn)了系統(tǒng)快速、準確、高精度運行，以及利用處理器浮點處理單元加速程序開發(fā)，降低開發(fā)成本。DSP控制檢測單元用于控制功率變流器開關器件、輸入斷路器Q1、輸出斷路器Q0、保護斷路器Qp以及第一至第四功能切換開關S1、S2、S3、S4和旁路開關Sbp ;同時檢測功率變流器輸入電壓、電流、相位，功率變流器直流側電壓、電流，以及待測裝置輸入電壓、電流、相位等。根據(jù)檢測值控制功率變流器開關器件，輸出符合測試要求的電壓、頻率、諧波等。本實用新型為一種用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，能夠同時滿足風電機組和光伏電站涉網(wǎng)關鍵指標-電網(wǎng)適應性功能測試，其中對于電壓適應性、三相不平衡適應性和閃變適應性的測試，由接入電網(wǎng)提供額定電壓Ue作為基準電壓，控制功率變流器裝置輸出滿足測試要求的偏差電壓Λ U，通過串聯(lián)變壓器疊加額定電壓Ue和偏差電壓Λ U實現(xiàn)電壓適應性、三相不平衡適應性和閃變適應性測試要求。本實用新型所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，能夠同時滿足風電機組和光伏電站涉網(wǎng)關鍵指標-電網(wǎng)適應性功能測試，其中對于諧波電壓適應性的測試，由接入電網(wǎng)提供基波電壓Ul作為基準電壓，控制功率變流器裝置輸出滿足測試要求的各次諧波電壓Un，通過串聯(lián)變壓器疊加基波電壓Ul和各次諧波電壓Un實現(xiàn)諧波適應性測試要求。本實用新型為一種用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，能夠同時滿足風電機組和光伏電站涉網(wǎng)關鍵指標一電網(wǎng)適應性功能測試，其中對于頻率適應性測試，通過控制功率變流器輸出頻率，以及并聯(lián)變壓器能量傳遞從而實現(xiàn)頻率適應性測試要求。如圖3所示為本實用新型一實施方式所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置的接線電路圖，示出了一種普通的三相三線制系統(tǒng)。本實用新型測試裝置還包含了帶地線、或者帶中線、或者帶地線和中線的三相系統(tǒng)。以下根據(jù)圖3具體說明各種電網(wǎng)適應性測試過程:1、電壓適應性:根據(jù)電網(wǎng)適應性相關標準，電壓適應性測試時，電網(wǎng)電壓在0.9p.u."1.4p.u內(nèi)調節(jié)，電壓調整的步長為額定電壓的1%。本實用新型的電壓適應性是在電網(wǎng)提供額定電壓的前提下，通過疊加功率變流器輸出的偏差電壓Λ U來達到待測裝置輸入電壓在0.9ρ.u. 1.4p.u范圍內(nèi)調節(jié)，實現(xiàn)電壓適應性測試要求。本實用新型電壓適應性具體實現(xiàn)如下:測試之前，閉合輸入斷路器Q1、輸出斷路器％和旁路開關Sbp，其余所有開關都處于斷開狀態(tài)，待測裝置由實際電網(wǎng)供電，等待測試。當滿足測試條件后，閉合第一功能切換開關SI和第二功能切換開關S2，斷開旁路開關Sbp，待測裝置由模擬電網(wǎng)供電，開始測試。由電網(wǎng)通過串聯(lián)變壓器原邊向待測裝置提供額定電壓Ul，再通過控制功率變流器輸出偏差電壓Λ U，偏差電壓Λ U經(jīng)串聯(lián)變壓器副邊耦合到原邊，電網(wǎng)額定電壓Ul疊加串聯(lián)變壓器耦合偏差電壓Λ U，從而達到調節(jié)待測裝置輸入端電壓(Ul土 AU)的要求，之后，根據(jù)標準中規(guī)定的電壓適應性測試步驟進行測試。其中AU=(T±0.4p.u.,AU的步長為額定電壓的1%。測試完成后，閉合旁路開關SBP，斷開第一功能切換開關SI和第二功能切換開關S2。2、三相電壓不平衡適應性:根據(jù)電網(wǎng)適應性相關標準，三相電壓不平衡適應性測試要求為三相負序電壓不平衡度為2.0%和4.0%。本實用新型的三相電壓不平衡適應性也是在電網(wǎng)提供額定電壓的前提下，通過疊加功率變流器輸出的偏差電壓ΛU來實現(xiàn)三相電壓不平衡適應性測試要求。本實用新型三相電壓不平衡適應性具體實施如下:測試之前，閉合輸入斷路器Q1、輸出斷路器％和旁路開關Sbp，其余所有開關都處于斷開狀態(tài)，待測裝置由實際電網(wǎng)供電，等待測試。當滿足測試條件后，閉合第一功能切換開關SI和第二功能切換S2，斷開旁路開關Sbp，待測裝置由模擬電網(wǎng)供電，開始測試。由電網(wǎng)通過串聯(lián)變壓器原邊向待測裝置提供額定電壓U1，再通過控制功率變流器其中一相或是兩相輸出電壓偏差一 Λ Ua/ -Δ Ub/ -AUc或是一Λ Ua和-Λ Ub/- Λ Ub和-Λ Uc/- Λ Uc和-Λ UA，偏差電壓經(jīng)串聯(lián)變壓器副邊耦合到原邊，電網(wǎng)額定電壓Ul疊加串聯(lián)變壓器耦合偏差電壓值，得到滿足三相不平衡度為2.0%和4.0%的測試要求，之后根據(jù)標準中規(guī)定的三相不平衡適應性測試步驟進行測試。測試完成后，閉合旁路開關SBP，斷開第一功能切換開關SI和第二功能切換開關S2。3、閃變適應性:根據(jù)電網(wǎng)適應性相關標準，閃變適應性測試要求閃變值大于等于I。本實用新型的閃變適應性也是在電網(wǎng)提供額定電壓的前提下，通過疊加功率變流器輸出的偏差電壓和改變電壓波動頻率來實現(xiàn)閃變適應性測試要求。本實用新型閃變適應性具體實現(xiàn)如下:測試之前，閉合輸入斷路器Q1、輸出斷路器Q。和旁路開關Sbp，其余所有開關都處于斷開狀態(tài)，待測裝置由實際電網(wǎng)供電，等待測試。當滿足測試條件后，閉合第一功能開關SI和第二功能切換開關S2，斷開旁路開關Sbp，待測裝置由模擬電網(wǎng)供電，開始測試。由電網(wǎng)通過串聯(lián)變壓器原邊向待測裝置提供額定電壓Ul，再通過控制功率變流器輸出電壓偏差值土 Λ U和電壓波動頻率f，電壓偏差值土 AU和電壓波動頻率f經(jīng)串聯(lián)變壓器副邊耦合到原邊，電網(wǎng)額定電壓Ul疊加串聯(lián)變壓器耦合電壓偏差值土 Λ U和電壓波動頻率f，滿足待測裝置輸入端電壓(Ul土 AU)以波動頻率為f進行變化的測試要求，之后根據(jù)標準中規(guī)定的閃變適應性測試步驟進行測試。測試完成后，閉合旁路開關SBP，斷開第一功能開關SI和第二功能切換開關S2。4、諧波電壓適應性:根據(jù)電網(wǎng)適應性相關標準，諧波電壓適應性測試要求設置電壓總諧波畸變率和設置各次諧波(2 25次，但其中3的倍數(shù)次除外)電壓含有率為指定值。本實用新型的諧波電壓適應性是在電網(wǎng)提供基波電壓的前提下，通過疊加功率變流器輸出各次諧波電壓來滿足總諧波畸變率或各次諧波含有率的諧波電壓適應性測試要求。本實用新型諧波電壓適應性具體實現(xiàn)如下:測試之前，閉合旁路開關Sbp、輸入斷路器Q1和輸出斷路器Q。，其余所有開關都處于斷開狀態(tài)，待測裝置由實際電網(wǎng)供電，等待測試。當滿足測試條件后，閉合第一功能開關SI和第二功能切換開關S2，斷開旁路開關Sbp，待測裝置由模擬電網(wǎng)供電，開始測試。由電網(wǎng)通過串聯(lián)變壓器原邊向待測裝置提供基波電壓Ul，再通過控制 功率變流器輸出各次諧波電壓Un (n=2^25,，但其中3的倍數(shù)次除外)，各次諧波電壓Un經(jīng)串聯(lián)變壓器副邊耦合到原邊，電網(wǎng)基波電壓Ul疊加串聯(lián)變壓器耦合各次諧波電壓Un，使得待測裝置輸入端電壓滿足總諧波畸變率或是各次諧波含有率，之后根據(jù)標準中規(guī)定的諧波電壓適應性測試步驟進行測試。測試完成后，閉合旁路開關SBP，斷開第一功能開關SI和第二功能切換開關S2。5、頻率適應性根據(jù)電網(wǎng)適應性相關標準，頻率適應性測試時，電網(wǎng)頻率在機組允許運行的最低頻率至50.5Hz范圍內(nèi)調節(jié)，頻率調整的步長為0.1Hz0本實用新型的頻率適應性是完全通過控制功率變流器輸出機組允許運行的最低頻率至50.5Hz的頻率實現(xiàn)頻率適應性測試要求。本實用新型頻率適應性具體實現(xiàn)如下:測試之前，閉合旁路開關Sbp、輸入斷路器Q1和輸出斷路器Q。，其余所有開關都處于斷開狀態(tài)，待測裝置由實際電網(wǎng)供電，等待測試當滿足測試條件后，閉合第三功能切換開關S3和第四功能切換開關S4，斷開旁路開關Sbp，待測裝置由模擬電網(wǎng)供電，開始測試。頻率適應性測試是完全由功率變流器實現(xiàn)，通過控制功率變流器輸出頻率在要求測試頻率范圍內(nèi)變化，再經(jīng)過并聯(lián)變壓器得到測試要求的頻率和匹配電壓，之后根據(jù)標準中規(guī)定的頻率適應性測試步驟進行測試。測試完成后，閉合旁路開關SBP，斷開第三功能切換開關S3和第四功能切換開關S4。本實用新型并不限于上述實施方式，在不背離本實用新型的實質內(nèi)容的情況下，本領域技術人員能夠想到的任何變形、改進、替換均落入本實用新型的范圍。
權利要求1.一種用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，其特征在于，所述并網(wǎng)測試裝置包括:功率變流器、串聯(lián)變壓器、并聯(lián)變壓器、輸入斷路器、輸出斷路器、保護斷路器、第一至第四功能切換開關和旁路開關以及DSP控制檢測單元，所述并網(wǎng)測試裝置的輸入端連接電網(wǎng)，輸出端連接作為待測裝置的風力發(fā)電機組或光伏發(fā)電站，所述輸入斷路器的輸入端連接至電網(wǎng)，所述輸入斷路器的輸出端連接串聯(lián)變壓器原邊繞組一端，并連接所述保護斷路器的輸入端，所述串聯(lián)變壓器原邊繞組的另一端連接第二功能切換開關的輸入端，所述第二功能切換開關的輸出端連接輸出斷路器的輸入端，所述輸出斷路器的輸出端連接至待測裝置，所述保護斷路器的輸出端連接功率變流器的輸入端，所述功率變流器的輸出端分別連接所述第一功能切換開關和第三功能切換開關的輸入端，所述第一功能切換開關的輸出端連接所述串聯(lián)變壓器的副邊繞組，所述第三功能切換開關的輸出端連接所述并聯(lián)變壓器的輸入端，所述并聯(lián)變壓器的輸出端連接第四功能切換開關的輸入端，所述第四功能切換開關的輸出端連接至所述輸出斷路器的輸入端，所述旁路開關跨接在輸入斷路器的輸出端與輸出斷路器的輸入端間。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，其特征在于，所述功率變流器為具有能量雙向流動的變流器拓撲結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，其特征在于，所述第一至第四功能切換開關和旁路開關為機械開關或者電子開關。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，其特征在于，所述串聯(lián)變壓器將所述功率變流器輸出的偏差電壓和諧波電壓通過副邊繞組耦合到變壓器原邊，所述并聯(lián)變壓器將功率變流器輸出頻率傳送給待測裝置，同時匹配電壓等級。
專利摘要本實用新型提供一種用于風電和光伏的并網(wǎng)測試裝置，包括功率變流器、串聯(lián)變壓器、并聯(lián)變壓器、輸入斷路器、輸出斷路器、保護斷路器、第一至第四功能切換開關和旁路開關以及DSP控制檢測單元，并網(wǎng)測試裝置的輸入端連接電網(wǎng)，輸出端連接作為待測裝置的風力發(fā)電機組或光伏發(fā)電站。本實用新型由功率變流器輸出偏差電壓或諧波電壓疊加電網(wǎng)額定電壓或基波電壓達到電網(wǎng)適應性測試要求，因此功率變流器的容量小于待測裝置的額定容量，由于變流器容量的降低，能實現(xiàn)系統(tǒng)成本低、體積小、重量輕、發(fā)熱量小、可靠性高。
文檔編號G01R31/00GK203037823SQ20122072957
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權日2012年12月26日
發(fā)明者趙彩宏, 黃勝利, 張濤, 徐廣騰, 馬艷, 田會濤 申請人:北京榮華恒信開關技術有限公司