一種風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，包括降壓變壓器、電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置與電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置；降壓變壓器的一端連接中高壓電網(wǎng)，另一端連接電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸入端，電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸出端連接電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的輸入端，電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的輸出端連接中高壓電網(wǎng)；電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸入端和輸出端之間并聯(lián)斷路器。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)擾動(dòng)與故障的在線混合模擬，采集和分析風(fēng)電機(jī)組測(cè)試期間的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試、低電壓穿越能力測(cè)試和高電壓穿越能力試驗(yàn)與檢測(cè)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力進(jìn)行綜合的試驗(yàn)與評(píng)價(jià)。
【專利說明】—種風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源接入與控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組作為網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電單元之一，其既是風(fēng)電場(chǎng)擾動(dòng)與故障問題的制造者之一同時(shí)又是問題的承受者之一。高穿透率的風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大的挑戰(zhàn)，具備電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力和電網(wǎng)故障穿越能力已成為對(duì)風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場(chǎng)的必然要求。
[0003]世界各主要風(fēng)電發(fā)達(dá)國家的并網(wǎng)導(dǎo)則中，均對(duì)風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力作出了不同程度的要求。而風(fēng)資源的波動(dòng)性、間歇性等自然屬性與風(fēng)電機(jī)組的系統(tǒng)復(fù)雜性及電網(wǎng)高度敏感性，決定了風(fēng)電機(jī)組電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力試驗(yàn)檢測(cè)必須在并網(wǎng)運(yùn)行條件下開展，實(shí)驗(yàn)室模擬或工廠試驗(yàn)無法準(zhǔn)確全面地反映風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力。
[0004]為適應(yīng)并網(wǎng)導(dǎo)則要求，風(fēng)電機(jī)組須進(jìn)行電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力測(cè)試，其主要包括低電壓穿越(Low Voltage Ride Through)測(cè)試、高電壓穿越(HighVoltage Ride Through)測(cè)試和電網(wǎng)適應(yīng)性(Grid Adaptability)測(cè)試。而目前三個(gè)測(cè)試項(xiàng)目均有各自不同的測(cè)試裝置來完成，其測(cè)試周期長(zhǎng)，且無法一次完成上述的三項(xiàng)電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力測(cè)試，經(jīng)過上述單項(xiàng)電網(wǎng)擾動(dòng)、低電壓穿越與高電壓穿越故障的測(cè)試風(fēng)電機(jī)組仍然無法正常并網(wǎng)運(yùn)行。例如2012年我國西北地區(qū)某風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生電網(wǎng)兩相跌落故障，具備風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力的風(fēng)電機(jī)組成功渡過低電壓故障連續(xù)運(yùn)行未脫網(wǎng)；而在隨后的電網(wǎng)電壓恢復(fù)過程中，由于電力系統(tǒng)內(nèi)部分無功補(bǔ)償裝置不具備自投切功能，造成局部電網(wǎng)無功過剩，電網(wǎng)發(fā)生了高電壓故障，使的部分不具備高電壓穿越能力的機(jī)組因高電壓故障而切除；此外，由于低電壓故障、高電壓故障造成了大批風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)，導(dǎo)致了系統(tǒng)內(nèi)有功功率的不平衡，使得系統(tǒng)電網(wǎng)頻率降低，部分風(fēng)電機(jī)組因不具備電網(wǎng)頻率適應(yīng)能力而從電網(wǎng)切除。
[0005]為保障大規(guī)模風(fēng)電接入后的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，須加快風(fēng)電機(jī)組電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力測(cè)試，急需研發(fā)集風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越、高電壓穿越、電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試于一體的電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力測(cè)試裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其可在風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器高壓側(cè)在線準(zhǔn)確模擬產(chǎn)生真實(shí)的電網(wǎng)電壓偏差、頻率變化、三相電壓不平衡、電壓閃變與諧波、電網(wǎng)低電壓故障與電網(wǎng)高電壓故障，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)擾動(dòng)與故障的在線混合模擬，采集和分析風(fēng)電機(jī)組測(cè)試期間的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試、低電壓穿越能力測(cè)試和高電壓穿越能力試驗(yàn)與檢測(cè)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)擾動(dòng)抗干擾能力與電網(wǎng)故障穿越能力進(jìn)行綜合的試驗(yàn)與評(píng)價(jià)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0008]提供一種風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，所述裝置包括降壓變壓器、電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置與電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置；所述降壓變壓器的一端連接中高壓電網(wǎng)，另一端連接電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸入端，所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸出端連接電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的輸入端，所述電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的輸出端連接中高壓電網(wǎng)；所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸入端和輸出端之間并聯(lián)斷路器。
[0009]通過改變所述降壓變壓器的一次繞組匝數(shù)將該裝置接入不同的電壓等級(jí)；通過改變所述降壓變壓器的二次繞組匝數(shù)選擇不同電壓等級(jí)的背靠背變流器，滿足不同電網(wǎng)接入等級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)/風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試需求。
[0010]所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置包括背靠背變流器，所述背靠背變流器包括整流電路和逆變電路，兩者均由電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件組成。
[0011]所述整流電路采用三相整流橋或單相H橋整流電路，整流電路的電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件采用晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管或集成柵極換流晶閘管；所述逆變電路采用三相全橋逆變、單相H橋或單相H橋級(jí)聯(lián)電路，逆變電路的電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件采用絕緣柵雙極型晶體管或集成柵極換流晶閘管。
[0012]所述背靠背變流器采用的變流拓?fù)浞绞桨ǖ蛪喝郃C-DC-AC變流方式、中壓三相AC-DC-AC變流方式或三個(gè)單相AC-DC-AC變流方式，通過背靠背變流器的并聯(lián)運(yùn)行以擴(kuò)充所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的容量。
[0013]所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置模擬電網(wǎng)擾動(dòng)狀態(tài)，輸出電網(wǎng)擾動(dòng)波形，通過修改背靠背變流器逆變側(cè)的調(diào)制波指令，即可在電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸出端得到電網(wǎng)擾動(dòng)波形。
[0014]所述電網(wǎng)擾動(dòng)狀態(tài)包括電網(wǎng)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)與閃變及電網(wǎng)諧波電壓。
[0015]所述電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置包括升壓變壓器、反并聯(lián)晶閘管閥組和限流電阻；所述升壓變壓器的副邊由多組抽頭引出，每個(gè)抽頭輸出端均串聯(lián)所述晶閘管閥組，每?jī)蓚€(gè)相鄰抽頭的輸出端均通過限流電阻短接，同時(shí)每個(gè)相鄰抽頭的限流電阻端均并聯(lián)一組晶閘管閥組。
[0016]所述升壓變壓器抽頭調(diào)節(jié)范圍為0%_200%，電壓調(diào)節(jié)的步長(zhǎng)為5% ;調(diào)節(jié)升壓變壓器抽頭即可輸出額定電壓、額定電壓以上的高電壓和額定電壓以下的低電壓。
[0017]所述限流電阻限制升壓變壓器副邊在抽頭調(diào)節(jié)過程中的短路電流，以保護(hù)升壓變壓器繞組受到過流或過熱損傷；所述晶閘管閥組用于調(diào)節(jié)升壓變壓器副邊抽頭。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0019](I)該裝置可在線模擬50Hz與60Hz電網(wǎng)的全部運(yùn)行工況，可在線產(chǎn)生電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓閃變與諧波、電壓驟升、電壓驟降、電壓緩慢上升、電壓緩慢下降等各種電網(wǎng)擾動(dòng)，可以滿足世界各主要風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則對(duì)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越、高電壓穿越和電網(wǎng)適應(yīng)性的測(cè)試要求；
[0020]( 2 )該裝置可以實(shí)現(xiàn)各種電網(wǎng)擾動(dòng)與故障狀態(tài)的混合模擬，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)擾動(dòng)與故障過程的真實(shí)模擬產(chǎn)生，可全面反映風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)擾動(dòng)與故障抗干擾能力；例如，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)低電壓故障過程的真實(shí)模擬，首先產(chǎn)生電網(wǎng)電壓跌落故障，跌落過程中伴隨電壓波形畸變與相位突變，電壓恢復(fù)后立刻出現(xiàn)電網(wǎng)高電壓故障，與實(shí)際的風(fēng)電場(chǎng)低電壓故障過程波形完全吻合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是基于閥控技術(shù)的副邊抽頭自動(dòng)調(diào)節(jié)變壓器的A相結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是電網(wǎng)運(yùn)行模擬發(fā)生裝置的測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4是電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試接線示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中電網(wǎng)電壓偏差實(shí)測(cè)波形圖；
[0026]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中電網(wǎng)頻率偏差實(shí)測(cè)波形圖；
[0027]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中三相電壓不平衡實(shí)測(cè)波形圖；
[0028]圖8是本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)應(yīng)時(shí)刻三相不平衡度示意圖；
[0029]圖9是本發(fā)明實(shí)施例中電壓波動(dòng)與閃變實(shí)測(cè)波形圖；
[0030]圖10是本發(fā)明實(shí)施例中諧波電壓實(shí)測(cè)波形圖；
[0031]圖11是本發(fā)明實(shí)施例中形對(duì)應(yīng)的諧波含量圖；
[0032]圖12是本發(fā)明實(shí)施例中諧波電壓緩慢上升實(shí)測(cè)波形圖；
[0033]圖13是本發(fā)明實(shí)施例中諧波電壓緩慢上升對(duì)應(yīng)的有效值波形圖；
[0034]圖14是本發(fā)明實(shí)施例中諧波電壓緩慢下降實(shí)測(cè)波形圖；
[0035]圖15是本發(fā)明實(shí)施例中諧波電壓緩慢下降對(duì)應(yīng)的有效值波形圖；
[0036]圖16是本發(fā)明實(shí)施例中電壓驟升實(shí)測(cè)波形圖；
[0037]圖17是本發(fā)明實(shí)施例中電壓驟降實(shí)測(cè)波形圖；
[0038]圖18是背靠背變流器采用低壓三相AC-DC-AC變流方式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0040]如圖1，本發(fā)明提供一種風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，包括降壓變壓器、電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置與電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置；所述降壓變壓器的一端連接中高壓電網(wǎng)，另一端連接電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸入端，所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸出端連接電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的輸入端，所述電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的輸出端連接中高壓電網(wǎng)；所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸入端和輸出端之間并聯(lián)斷路器CB。
[0041]降壓變壓器決定了該裝置的電網(wǎng)電壓接入等級(jí)，同時(shí)決定了電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置與電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的運(yùn)行電壓水平。通過改變所述降壓變壓器的一次繞組匝數(shù)將該裝置接入690V、10kV、35kV、I IOkV或220kV的電壓等級(jí)；降壓變壓器的二次繞組特性決定了電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置和電網(wǎng)故障模擬裝置的運(yùn)行電壓水平，特別是電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置用背靠背變流器的運(yùn)行電壓水平，通過改變所述降壓變壓器的二次繞組匝數(shù)選擇低壓380V、690V，中壓3.3kV、6.6kV、IOkV背靠背變流器，滿足不同電網(wǎng)接入等級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)/風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試需求。
[0042]所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置包括背靠背變流器，所述背靠背變流器包括整流電路和逆變電路，兩者均由電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件組成。
[0043]所述整流電路采用三相整流橋或單相H橋整流電路，整流電路的電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件采用晶閘管(Thyristor)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或集成柵極換流晶閘管(IGCT);所述逆變電路采用三相全橋逆變、單相H橋或單相H橋級(jí)聯(lián)電路，逆變電路的電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或集成柵極換流晶閘管(IGCT)。
[0044]所述背靠背變流器采用的變流拓?fù)浞绞桨ǖ蛪喝郃C-DC-AC變流方式(如圖18)、中壓三相AC-DC-AC變流方式或三個(gè)單相AC-DC-AC變流方式，同時(shí)裝置通過AC-DC-AC變流技術(shù)與電網(wǎng)接入點(diǎn)完全隔離，避免了裝置對(duì)接入電網(wǎng)的影響。電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的電壓運(yùn)行水平主要取決于降壓變壓器的變比，其運(yùn)行容量主要取決于AC-DC-AC變流器的容量和并聯(lián)數(shù)量。
[0045]所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置模擬電網(wǎng)擾動(dòng)狀態(tài)，輸出電網(wǎng)擾動(dòng)波形，通過修改背靠背變流器逆變側(cè)的調(diào)制波指令，即可在電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸出端得到電網(wǎng)擾動(dòng)波形。
[0046]所述電網(wǎng)擾動(dòng)狀態(tài)包括電網(wǎng)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)與閃變及電網(wǎng)諧波電壓。
[0047]電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置主要基于閥控技術(shù)的變壓器副邊抽頭自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，其可以模擬產(chǎn)生電網(wǎng)低電壓短路故障及電網(wǎng)過電壓故障。如圖2，電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置包括升壓變壓器、反并聯(lián)晶閘管閥組和限流電阻；所述升壓變壓器的副邊由多組抽頭引出，每個(gè)抽頭輸出端均串聯(lián)所述晶閘管閥組，每?jī)蓚€(gè)相鄰抽頭的輸出端均通過限流電阻短接，同時(shí)每個(gè)相鄰抽頭的限流電阻端均并聯(lián)一組晶閘管閥組。
[0048]所述升壓變壓器抽頭調(diào)節(jié)范圍為0%_200%，電壓調(diào)節(jié)的步長(zhǎng)為5% ;調(diào)節(jié)升壓變壓器抽頭即可輸出額定電壓、額定電壓以上的高電壓和額定電壓以下的低電壓。
[0049]所述限流電阻限制升壓變壓器副邊在抽頭調(diào)節(jié)過程中的短路電流，以保護(hù)升壓變壓器繞組受到過流或過熱損傷；所述晶閘管閥組用于調(diào)節(jié)升壓變壓器副邊抽頭。
[0050]下面簡(jiǎn)述電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置發(fā)生電網(wǎng)高電壓與低電壓的過程(調(diào)節(jié)10%Un):
[0051]假設(shè)調(diào)節(jié)的初始狀態(tài)新型變壓器工作在額定電壓輸出狀態(tài)，此時(shí)變壓器副邊的晶閘管閥組開關(guān)狀態(tài)如下:晶閘管閥組X2(n+1)到X2(n+i)處于開通狀態(tài)，X2 (η)到X2(n_j)處于關(guān)斷狀態(tài)，Xl (n-j)到Xl(n+i)僅Xl (η)處于開通狀態(tài)，其余均處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0052]低電壓發(fā)生過程晶閘管閥組開斷順序如下:Χ2(η+1)與Χ2 (η+2)關(guān)斷，晶閘管閥組Xl (η+2)開通，Xl (η)關(guān)斷。
[0053]高電壓發(fā)生過程晶閘管閥組開斷順序如下:晶閘管閥組Χ1(η_2)開通，Xl (η)關(guān)斷，Χ2(η)與 Χ2(η-1)開通。
[0054]電網(wǎng)運(yùn)行模擬發(fā)生裝置的測(cè)試系統(tǒng)主要由電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置、就地測(cè)量系統(tǒng)、遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)組成，如圖3。電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置將狀態(tài)信號(hào)傳給就地控制系統(tǒng)，就地控制系統(tǒng)根據(jù)所述狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行判斷，對(duì)就地控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令，遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)通過與就地測(cè)量系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交互，就地測(cè)量系統(tǒng)將所測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)，遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)就地測(cè)量系統(tǒng)發(fā)出控制指令。
[0055]實(shí)施例
[0056]測(cè)試時(shí)斷開風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器高壓側(cè)接線，將電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的串聯(lián)接入風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器與接入電網(wǎng)之間，測(cè)試接線圖如圖4。一旦接線完成，測(cè)試裝置的所有操作均通過遠(yuǎn)方測(cè)控系統(tǒng)完成。
[0057]現(xiàn)以設(shè)備接入35kV中壓電網(wǎng)為例對(duì)設(shè)備的實(shí)際輸出性能進(jìn)行說明。測(cè)試裝置所產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓偏差實(shí)測(cè)波形如圖5，其中實(shí)線為測(cè)試裝置接入點(diǎn)電壓，虛線為測(cè)試裝置在風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器高壓側(cè)產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓；測(cè)試裝置所產(chǎn)生的電網(wǎng)頻率偏差實(shí)測(cè)波形如圖6，其中實(shí)線為測(cè)試裝置接入點(diǎn)頻率，虛線為測(cè)試裝置在風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器高壓側(cè)產(chǎn)生的電網(wǎng)頻率；測(cè)試裝置所產(chǎn)生的三相電壓不平衡實(shí)測(cè)波形如圖7，圖8表示對(duì)應(yīng)時(shí)刻三相電壓不平衡度；測(cè)試裝置所產(chǎn)生的電壓波動(dòng)與閃變實(shí)測(cè)波形如圖9，其中實(shí)線為測(cè)試裝置接入點(diǎn)電壓，虛線為測(cè)試裝置在風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器高壓側(cè)產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓；測(cè)試裝置所產(chǎn)生的諧波電壓實(shí)測(cè)波形如圖10，圖11為對(duì)應(yīng)的諧波含量圖；測(cè)試裝置所產(chǎn)生的諧波電壓緩慢上升實(shí)測(cè)波形如圖12，圖13為對(duì)應(yīng)的有效值波形圖；測(cè)試裝置所產(chǎn)生的諧波電壓緩慢下降實(shí)測(cè)波形如圖14，圖15為對(duì)應(yīng)的有效值波形圖；測(cè)試裝置所產(chǎn)生的電壓驟升實(shí)測(cè)波形如圖16，測(cè)試裝置所產(chǎn)生的電壓驟降實(shí)測(cè)波形如圖17。
[0058]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述裝置包括降壓變壓器、電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置與電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置；所述降壓變壓器的一端連接中高壓電網(wǎng)，另一端連接電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸入端，所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸出端連接電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的輸入端，所述電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置的輸出端連接中高壓電網(wǎng)；所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸入端和輸出端之間并聯(lián)斷路器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:通過改變所述降壓變壓器的一次繞組匝數(shù)將該裝置接入不同的電壓等級(jí)；通過改變所述降壓變壓器的二次繞組匝數(shù)選擇不同電壓等級(jí)的背靠背變流器，滿足不同電網(wǎng)接入等級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)/風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試需求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置包括背靠背變流器，所述背靠背變流器包括整流電路和逆變電路，兩者均由電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述整流電路采用三相整流橋或單相H橋整流電路，整流電路的電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件采用晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管或集成柵極換流晶閘管；所述逆變電路采用三相全橋逆變、單相H橋或單相H橋級(jí)聯(lián)電路，逆變電路的電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件采用絕緣柵雙極型晶體管或集成柵極換流晶閘管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述背靠背變流器采用的變流拓?fù)浞绞桨ǖ蛪喝郃C-DC-AC變流方式、中壓三相AC-DC-AC變流方式或三個(gè)單相AC-DC-AC變流方式，通過背靠背變流器的并聯(lián)運(yùn)行以擴(kuò)充所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的容量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置模擬電網(wǎng)擾動(dòng)狀態(tài)，輸出電網(wǎng)擾動(dòng)波形，通過修改背靠背變流器逆變側(cè)的調(diào)制波指令，即可在電網(wǎng)擾動(dòng)模擬發(fā)生裝置的輸出端得到電網(wǎng)擾動(dòng)波形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述電網(wǎng)擾動(dòng)狀態(tài)包括電網(wǎng)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)與閃變及電網(wǎng)諧波電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述電網(wǎng)故障模擬發(fā)生裝置包括升壓變壓器、反并聯(lián)晶閘管閥組和限流電阻；所述升壓變壓器的副邊由多組抽頭引出，每個(gè)抽頭輸出端均串聯(lián)所述晶閘管閥組，每?jī)蓚€(gè)相鄰抽頭的輸出端均通過限流電阻短接，同時(shí)每個(gè)相鄰抽頭的限流電阻端均并聯(lián)一組晶閘管閥組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述升壓變壓器抽頭調(diào)節(jié)范圍為0%-200%，電壓調(diào)節(jié)的步長(zhǎng)為5% ;調(diào)節(jié)升壓變壓器抽頭即可輸出額定電壓、額定電壓以上的高電壓和額定電壓以下的低電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)運(yùn)行模擬裝置，其特征在于:所述限流電阻限制升壓變壓器副邊在抽頭調(diào)節(jié)過程中的短路電流，以保護(hù)升壓變壓器繞組受到過流或過熱損傷；所述晶閘管閥組用于調(diào)節(jié)升壓變壓器副邊抽頭。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103454521SQ201310334718
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】李少林, 秦世耀, 王瑞明, 孫勇, 陳晨, 張金平 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 中電普瑞張北風(fēng)電研究檢測(cè)有限公司, 江蘇省電力公司