專利名稱：光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，具體地，涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前光伏電站相關(guān)的研究方法可以通過現(xiàn)場試驗(yàn)獲得，也可以通過相應(yīng)的仿真軟件仿真計(jì)算，前者受技術(shù)條件、規(guī)模限制，后者計(jì)算結(jié)果的可信度依賴于仿真模型的正確性。而目前的光伏發(fā)電系統(tǒng)模型大多是原理模型，仿真數(shù)據(jù)與現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合度較差。也就是說，如何有效準(zhǔn)確地檢測光伏電站的性能是目前亟待需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能檢測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法有效準(zhǔn)確地檢測光伏電站性能的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:光伏發(fā)電系統(tǒng)、電流互感器、電壓跟蹤裝置、電力系統(tǒng)模型、以及380V供電系統(tǒng)，其中，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)由所述電壓跟蹤裝置接入到380V供電系統(tǒng)，所述電壓跟蹤裝置將所述光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能輸送至所述380V供電系統(tǒng)；所述電流互感器獲取所述光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電流信號(hào)，并將所述電流信號(hào)輸入至所述電力系統(tǒng)模型；所述電力系統(tǒng)模型模擬電氣環(huán)境，并將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)后輸出至所述電壓跟蹤裝置；所述電壓跟蹤裝置根據(jù)接收到的電壓信號(hào)檢測所述光伏電站的性能。其中，所述的電壓跟蹤裝置包括:第一交直流變流器、第二交直流變流器、直流穩(wěn)壓電容及控制部分，所述第一交直流變流器與所述光伏發(fā)電系統(tǒng)連接，所述第二交直流變流器與所述380V供電系統(tǒng)連接，所述第一交直流變流器與第二交直流變流器通過所述直流穩(wěn)壓電容連接，所述控制部分分別與所述的第一交直流變流器、第二交直流變流器連接，所述控制部分接收來自所述電力系統(tǒng)模型的電壓信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為觸發(fā)脈沖信號(hào)、以控制所述第一交直流變流器和第二交直流變流器中各個(gè)橋臂的導(dǎo)通和截止。所述的電壓跟蹤裝置與所述的380V供電系統(tǒng)之間使用三相交流電纜連接。所述的電壓跟蹤裝置與所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)之間使用三相交流電纜連接。所述的電壓跟蹤裝置與所述的電力系統(tǒng)模型之間使用同軸信號(hào)電纜連接。所述的電流互感器與所述的電力系統(tǒng)模型之間使用同軸信號(hào)電纜連接。所述的電力系統(tǒng)模型通過RTDS實(shí)現(xiàn)。借助于上述技術(shù)方案，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)的電流信號(hào)經(jīng)由電力系統(tǒng)模型模擬的電氣環(huán)境后轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出至電壓跟蹤裝置，使得電壓跟蹤裝置可以根據(jù)接收到的電壓信號(hào)來檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏發(fā)電系統(tǒng)性能檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓跟蹤裝置的電路示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力系統(tǒng)模型的示意圖；圖5是基于圖4的光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力系統(tǒng)模型的簡要示意圖.
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。由于目前無法有效準(zhǔn)確地檢測光伏電站的性能，基于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能檢測系統(tǒng)，以解決上述問題。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是光伏發(fā)電系統(tǒng)性能檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，該性能檢測系統(tǒng)包括:光伏發(fā)電系統(tǒng)1、電流互感器2、電壓跟蹤裝置3、電力系統(tǒng)模型4、以及380V供電系統(tǒng)5，其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)由電壓跟蹤裝置接入到380V供電系統(tǒng)，電壓跟蹤裝置將光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能輸送至380V供電系統(tǒng)；電流互感器獲取光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)輸入至電力系統(tǒng)模型；電力系統(tǒng)模型模擬電氣環(huán)境，并將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)后輸出至電壓跟蹤裝置；電壓跟蹤裝置根據(jù)接收到的電壓信號(hào)檢測光伏電站的性能。由以上描述可知，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)的電流信號(hào)經(jīng)由電力系統(tǒng)模型模擬的電氣環(huán)境后轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出至電壓跟蹤裝置，使得電壓跟蹤裝置可以根據(jù)接收到的電壓信號(hào)來檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。在具體實(shí)施時(shí)，可以采用實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，例如RTDS來實(shí)現(xiàn)上述電力系統(tǒng)模型。通過RTDS建立電力系統(tǒng)等值模型，用于模擬光伏發(fā)電系統(tǒng)接入的電氣環(huán)境，該電力系統(tǒng)等值模型可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)具體要求構(gòu)建。具體地，圖2是上述電壓跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，電壓跟蹤裝置3包括:第一交直流變流器31、第二交直流變流器32、直流穩(wěn)壓電容33及控制部分34，第一交直流變流器與光伏發(fā)電系統(tǒng)連接，第二交直流變流器與380V供電系統(tǒng)連接，第一交直流變流器與第二交直流變流器通過直流穩(wěn)壓電容連接，控制部分分別與第一交直流變流器、第二交直流變流器連接，控制部分接收來自電力系統(tǒng)模型的電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為觸發(fā)脈沖信號(hào)、以控制第一交直流變流器和第二交直流變流器中各個(gè)橋臂的導(dǎo)通和截止。在實(shí)際操作中，電壓跟蹤裝置的電路示意圖可以如圖3所示，該裝置主要由兩個(gè)IGBT交直流變流器、直流穩(wěn)壓電容及控制部分構(gòu)成，兩個(gè)交直流變流器通過直流穩(wěn)壓電容連接從而將光伏發(fā)電系統(tǒng)側(cè)和380V配電系統(tǒng)側(cè)交流電壓隔離。光伏發(fā)電系統(tǒng)側(cè)交流電壓跟蹤實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)輸出的電壓信號(hào)。在圖3中，電壓跟蹤裝置的控制部分接受由實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)(RTDS)發(fā)出的電壓指令信號(hào)，經(jīng)計(jì)算后轉(zhuǎn)化為變流器各個(gè)橋臂的觸發(fā)脈沖信號(hào)，從而控制各個(gè)橋臂的導(dǎo)通和截止，在電壓輸出端產(chǎn)生跟蹤指令電壓信號(hào)的三相交流電壓，根據(jù)該三相交流電壓的變化檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能，圖3中VSG電壓輸出端輸出的即是三相交流電壓。上述380V供電系統(tǒng)與電壓跟蹤裝置之間用三相交流電纜連接，電能由電壓跟蹤裝置向380V供電系統(tǒng)送出。電壓跟蹤裝置與光伏發(fā)電系統(tǒng)之間用三相交流電纜連接，電能由光伏發(fā)電系統(tǒng)向電壓跟蹤裝置送出；光伏發(fā)電系統(tǒng)向RTDS發(fā)送的電流信號(hào)由光伏發(fā)電系統(tǒng)與電壓跟蹤裝置間安裝的電流互感器采集并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)同軸信號(hào)電纜送入RTDS ;RTDS向電壓跟蹤裝置發(fā)送的電壓指令信號(hào)，由RTDS發(fā)生，經(jīng)同軸信號(hào)電纜送入電壓跟蹤裝置。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量相對(duì)于其接入的實(shí)際電力系統(tǒng)容量非常小，因此對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，其接入的實(shí)際電力系統(tǒng)可以看作一個(gè)電壓源，而對(duì)實(shí)際電力系統(tǒng)來說，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以看作是一個(gè)向其注入電流的電流源。圖4是光伏電站接入電力系統(tǒng)模型的示意圖，在模型中，可控電流源控制信號(hào)即上述的電流互感器獲取的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電流信號(hào)，該可控電流源用于在數(shù)字仿真模型中模擬光伏發(fā)電系統(tǒng)，該可控電流源控制信號(hào)從實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)出口 CT引入RTDS，能夠反映實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)的特性，模型中將光伏發(fā)電系統(tǒng)接入母線PT的電壓信號(hào)從RTDS中輸出，送入電壓跟蹤裝置。當(dāng)在RTDS中模擬電力系統(tǒng)的各種工況時(shí)(例如線路故障、振蕩、頻率波動(dòng)等)，即，為實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)模擬出一個(gè)電力系統(tǒng)大環(huán)境時(shí)，電壓跟蹤裝置實(shí)時(shí)地跟蹤模型中母線的電壓變化，從而根據(jù)電壓變化情況檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。具體地，結(jié)合圖4所示的系統(tǒng)模型，光伏發(fā)電系統(tǒng)測試項(xiàng)目可以有以下幾種:1.電網(wǎng)電壓波動(dòng)。即，在電力系統(tǒng)中模擬光伏發(fā)電系統(tǒng)接入母線的電壓波動(dòng)，電壓跟蹤裝置檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電壓波動(dòng)的適應(yīng)范圍；2.電網(wǎng)頻率波動(dòng)。即，在電力系統(tǒng)中模擬光伏發(fā)電系統(tǒng)接入母線的電壓頻率波動(dòng)，電壓跟蹤裝置檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電壓頻率波動(dòng)的適應(yīng)范圍；3.電網(wǎng)三相電壓不對(duì)稱。即，在電力系統(tǒng)中模擬光伏發(fā)電系統(tǒng)接入母線的電壓不對(duì)稱，電壓跟蹤裝置檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電壓不對(duì)稱的適應(yīng)范圍；4.電網(wǎng)電壓跌落。即，在電力系統(tǒng)中模擬光伏發(fā)電系統(tǒng)接入母線的電壓跌落，電壓跟蹤裝置檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電壓跌落的適應(yīng)范圍。以下以檢測電網(wǎng)頻率波動(dòng)項(xiàng)目為例來說明本發(fā)明實(shí)施例。將光伏發(fā)電系統(tǒng)、電壓跟蹤裝置、380V供電系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)(如RTDS)、電流互感器如圖1所示連接，在RTDS中，如圖4所示搭建仿真模型，則圖4中電力系統(tǒng)部分可按圖5中簡化電力系統(tǒng)模型搭建，調(diào)整圖5中發(fā)電機(jī)組出力和負(fù)荷，使發(fā)電機(jī)組出力小于負(fù)荷，則可以模擬電網(wǎng)頻率降低，反之可模擬電網(wǎng)頻率升高。當(dāng)電網(wǎng)頻率在正常工作范圍內(nèi)(正常情況下電網(wǎng)頻率為49.9 50.1Hz)變化時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能夠正常工作。電壓跟蹤裝置的測試結(jié)果表明，該光伏發(fā)電系統(tǒng)在正常情況下電網(wǎng)頻率在49.9 50.1Hz之間變化時(shí)能夠正常工作，而在電網(wǎng)事故情況下，電網(wǎng)頻率在49.5 50.5Hz間波動(dòng)時(shí)，該光伏發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)采取措施，能夠不脫網(wǎng)運(yùn)行。
由以上描述可知，通過RTDS建立電力系統(tǒng)等值模型，用來模擬實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)接入的電氣環(huán)境，在該模型中用受控電流源來反映實(shí)際的光伏發(fā)電系統(tǒng)的暫、穩(wěn)態(tài)行為，受控電流源的電流控制信號(hào)跟蹤實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)送出電流，將該模型受控電流源接入母線的電壓信號(hào)送入電壓跟蹤裝置，該電壓跟蹤裝置與光伏發(fā)電系統(tǒng)的接口電壓跟蹤RTDS的電壓指令信號(hào)，從而為光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時(shí)模擬出接入電力系統(tǒng)環(huán)境，然后通過調(diào)整各信號(hào)所代表的基準(zhǔn)值得到合適的模擬環(huán)境，RTDS、電壓跟蹤裝置和光伏發(fā)電系統(tǒng)就構(gòu)成閉環(huán)試驗(yàn)環(huán)境，通過電壓跟蹤裝置接收到的電壓的變化來檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。本發(fā)明實(shí)施例可以直接針對(duì)某種實(shí)際的光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行研究，仿真數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較高，通過本發(fā)明實(shí)施例，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的無法有效準(zhǔn)確地檢測光伏電站性能的問題，從而可以有效準(zhǔn)確地檢測光伏電站性能，為光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究提供了一種全新的手段。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，比如R0M/RAM、磁碟、光盤等。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括: 光伏發(fā)電系統(tǒng)、電流互感器、電壓跟蹤裝置、電力系統(tǒng)模型、以及380V供電系統(tǒng)，其中， 所述光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)由所述電壓跟蹤裝置接入到380V供電系統(tǒng)，所述電壓跟蹤裝置將所述光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能輸送至所述380V供電系統(tǒng)； 所述電流互感器獲取所述光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電流信號(hào)，并將所述電流信號(hào)輸入至所述電力系統(tǒng)模型； 所述電力系統(tǒng)模型模擬電氣環(huán)境，并將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)后輸出至所述電壓跟蹤裝置； 所述電壓跟蹤裝置根據(jù)接收到的電壓信號(hào)檢測所述光伏電站的性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的電壓跟蹤裝置包括: 第一交直流變流器、第二交直流變流器、直流穩(wěn)壓電容及控制部分， 所述第一交直流變流器與所述光伏發(fā)電系統(tǒng)連接，所述第二交直流變流器與所述380V供電系統(tǒng)連接，所述第一交直流變流器與第二交直流變流器通過所述直流穩(wěn)壓電容連接，所述控制部分分別與所述的第一交直流變流器、第二交直流變流器連接， 所述控制部分接收來自所述電力系統(tǒng)模型的電壓信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為觸發(fā)脈沖信號(hào)、以控制所述第一交直流變流器和第二交直流變流器中各個(gè)橋臂的導(dǎo)通和截止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的電壓跟蹤裝置與所述的380V供電系統(tǒng)之間使用三相交流電纜連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的電壓跟蹤裝置與所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)之間使用三相交流電纜連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的電壓跟蹤裝置與所述的電力系統(tǒng)模型之間使用同軸信號(hào)電纜連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的電流互感器與所述的電力系統(tǒng)模型之間使用同軸信號(hào)電纜連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的電力系統(tǒng)模型通過RTDS實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、電流互感器、電壓跟蹤裝置、電力系統(tǒng)模型、以及380V供電系統(tǒng)，其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)由電壓跟蹤裝置接入到380V供電系統(tǒng)，電壓跟蹤裝置將光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能輸送至380V供電系統(tǒng)；電流互感器獲取光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)輸入至電力系統(tǒng)模型；電力系統(tǒng)模型模擬電氣環(huán)境，并將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)后輸出至電壓跟蹤裝置；電壓跟蹤裝置根據(jù)接收到的電壓信號(hào)檢測光伏電站的性能。通過本發(fā)明，可以有效準(zhǔn)確地檢測光伏電站的性能。
文檔編號(hào)H02N6/00GK103197131SQ20121000120
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者吳濤, 曹天植, 沈宇, 沈丙申, 姚謙, 涂少良, 劉少波, 沈衛(wèi)東, 孟超, 劉童亮, 李付強(qiáng), 胡娛歐 申請(qǐng)人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 華北電網(wǎng)有限公司