專利名稱：一種并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，具體涉及一種并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，光伏發(fā)電在電網(wǎng)中所占比例不斷增大。如果電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致電壓跌落時，光伏發(fā)電系統(tǒng)解列跳閘，將對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，甚至造成電網(wǎng)的全面癱瘓。光伏逆變器作為光伏電站的核心部件，在電網(wǎng)故障時能夠保持并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常，從而“穿越”這個低電壓區(qū)域。因此，作為光伏逆變器檢測實驗室必須具有檢測裝置用于檢測光伏逆變器是否具有低電壓穿越能力。在國際相關(guān)的風(fēng)電和光伏標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定采用無源電抗器接地短路或相間短路來模擬電網(wǎng)故障，采用圖I所示的裝置進(jìn)行低電壓穿越。其中阻抗Z1為限流電抗器，是用來限制裝置短路時對上級電網(wǎng)的影響；Zi往往會并聯(lián)有旁路開關(guān)。Z2為短路電抗器，根據(jù)需要跌落的幅值來調(diào)節(jié)Z2的大小。WT代表風(fēng)電機(jī)組(光伏檢測中用光伏發(fā)電單元替代)。通過合上開關(guān)S可以模擬電網(wǎng)電壓跌落，開關(guān)S應(yīng)能夠準(zhǔn)確地閉合和斷開的時間，可用機(jī)械斷路器或電力電子器件來實現(xiàn)。采用圖I無源電抗器形式，存在幾個方面特點(diǎn)第一，必須選擇大功率電抗器，因此裝置體積較大。第二，裝置跌落點(diǎn)數(shù)量受到電抗器數(shù)量的限制，不可能同時滿足很多跌落幅值。第三，測試時更換電抗器配置或改變主回路結(jié)構(gòu)時步驟繁瑣，不利于快速實現(xiàn)多種幅值和形態(tài)的電壓跌落?；趪H標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)中所述，采用圖I無源電抗器形式實現(xiàn)低電壓穿越檢測，必須同時滿足以下條件第一檢測裝置短路容量必須是被測光伏逆變器容量的3倍以上，即
U2Sk =-2-Γ > 3P
(7+7 4-7 Y其中Un為光伏逆變器接入點(diǎn)額定電壓，Pn為光伏逆變器額定功率，Z1, Z2為檢測裝置配置的限流電抗器和短路電抗器，Zk為公共連接點(diǎn)的等效短路電抗值。以下公式相同。第二 檢測裝置跌落幅值是通過配置電抗器ZpZ2的電感值來實現(xiàn)的，檢測裝置電壓跌落值滿足如下公式所示
Z.-k =-二-1
"I-第三低電壓穿越檢測必須滿足五種不同幅值的跌落實驗，即k要求至少具有5種不同的取值。第四低電壓穿越檢測時，裝置跌落前、跌落時、跌落后電壓幅值誤差不得大于±5%，裝置跌落時間和恢復(fù)時間不能大于20ms。
不同檢測實驗室公共連接點(diǎn)的短路阻抗不同，同一連接點(diǎn)的短路阻抗因負(fù)荷不同也不相同，即Zk的值不確定。這使得裝置在匹配ZpZ2的電抗值時候，很難同時滿足以上四個條件的要求。另外，即使配置的電抗器ZpZ2能滿足要求，裝置在更換電抗器時步驟繁瑣，不利于快速的實現(xiàn)多種跌落幅值、多類跌落方式低電壓穿越測試。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置，該檢測裝置在保證短路容量不變的情況下，通過若干個斷路器的不同開關(guān)模式，改變限流和短路電抗器的配比，從而滿足使用較少的電抗器滿足不同跌落幅度低電壓穿越檢測的要求，從而用以光伏逆變器的低電壓穿越能力檢測。
本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置，其改進(jìn)之處在于，所述裝置包括限流電抗器、短路電抗器和接地組合開關(guān)；所述限流電抗器、中間電抗器-斷路器單元、短路電抗器和接地組合開關(guān)依次串聯(lián)；所述限流電抗器接入IOkV電網(wǎng)；所述中間電抗器-斷路器單元和接地組合開關(guān)分別接入變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)；所述變壓器接入并網(wǎng)光伏逆變器中。優(yōu)選的，所述限流電抗器Lx為參數(shù)可調(diào)的限流電抗器；所述短路電抗器Ld為參數(shù) 可調(diào)的短路電抗器。優(yōu)選的，所述中間電抗器包括中間電抗器(L1I4);所述斷路器包括斷路器(S^s5)；在所述中間電抗器L1的輸入端連接有斷路器S1 ；在所述中間電抗器L1的輸出端和中間電抗器L2的輸入端連接有斷路器S2 ；在所述中間電抗器L2的輸出端和中間電抗器L3的輸入端連接有斷路器S3 ；在所述中間電抗器L3的輸出端和中間電抗器L4的輸入端連接有斷路器S4 ；在所述中間電抗器L4的輸出端連接有斷路器S5。較優(yōu)選的，所述中間電抗器(L1I4)為固定參數(shù)的等值電抗器。較優(yōu)選的，所述斷路器(S^S5)用于改變所述中間電抗器(L1I4)的組合方式，使不同的中間電抗器分別起著限流和短路的作用。優(yōu)選的，所述接地組合開關(guān)Sd為斷路器的開關(guān)組合方式；所述接地組合開關(guān)Sd包括斷路器(QS廣QS3):分別采用三相斷路器連接所述檢測裝置的一相，分別控制A、B、C每一相的分合形成故障類型；斷路器QS4 :控制所述檢測裝置是否進(jìn)行接地短路；斷路器QF1 :用于實現(xiàn)所述檢測裝置電壓第一次跌落；斷路器QF2 :用于實現(xiàn)所述檢測裝置電壓第二次跌落。較優(yōu)選的，所述斷路器QF1和斷路器QF2并聯(lián)后分別與所述斷路器QS1' QS2和QS3分別連接；所述斷路器QSp QS2和QS3分別與斷路器QS4連接。
較優(yōu)選的，所述斷路器(QS廣QS4、QF1和QF2)均為三相斷路器。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是I、本發(fā)明提供的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置構(gòu)造簡單傳統(tǒng)的無源電抗器檢測裝置需要單獨(dú)配置限流電抗器和短路電抗器，每類電抗器都需配置多個電抗器進(jìn)行排列組合。本發(fā)明的低電壓穿越檢測裝置中每一個中間電抗器都可以作為限流電抗器和短路電抗器使用，減少了電抗器的數(shù)量，因此減少了低電壓穿越檢測裝置的成本、體積和維護(hù)量。2、本發(fā)明提供的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置構(gòu)造簡單操作方便傳統(tǒng)的無源電抗器形式的檢測方法中更換阻抗步驟繁瑣，不利于快速實現(xiàn)多種形態(tài)和幅值的電壓跌落。本發(fā)明提供的低電壓穿越檢測裝置利用不同斷路器的分合，快速實現(xiàn)多種形態(tài)和幅值的電壓跌落，減少了檢測的時間和工作量。 3、本發(fā)明提供的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置構(gòu)造簡單功能多樣傳統(tǒng)的無源電抗器檢測裝置因為只配置了一臺斷路器進(jìn)行故障模擬，斷路器受到自身條件的限制無法在短時間內(nèi)快速進(jìn)行分合閘。本發(fā)明提供的低電壓穿越檢測裝置利用兩臺斷路器的依次分合，快速實現(xiàn)電壓的二次跌落，從而真實模擬電網(wǎng)故障后重合閘失敗后再切除的工況，對光伏逆變器低電壓穿越實現(xiàn)更真實的工況。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的低電壓穿越檢測裝置示意圖；圖2是本發(fā)明提供的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置的示意圖；圖3是本發(fā)明提供的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置中的接地組合開關(guān)示意圖；圖4是本發(fā)明提供的具體實施例的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不意圖；圖5是本發(fā)明提供的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置電壓跌落點(diǎn)的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖2所示，圖2是本發(fā)明提供的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置的示意圖，該裝置包括限流電抗器、短路電抗器和接地組合開關(guān)；所述限流電抗器、中間電抗器-斷路器單元、短路電抗器和接地組合開關(guān)依次串聯(lián)；所述限流電抗器接入IOkV電網(wǎng)；所述中間電抗器-斷路器單元和接地組合開關(guān)分別接入降壓變高壓側(cè)中性點(diǎn)；所述降壓變接入并網(wǎng)光伏逆變器中。所述限流電抗器Lx為參數(shù)可調(diào)的限流電抗器；所述短路電抗器Ld為參數(shù)可調(diào)的短路電抗器。所述中間電抗器包括中間電抗器(L1I4);所述斷路器包括斷路器(S^S5);在所述中間電抗器L1的輸入端連接有斷路器S1 ;在所述中間電抗器L1的輸出端和中間電抗器L2的輸入端連接有斷路器S2 ;在所述中間電抗器L2的輸出端和中間電抗器L3的輸入端連接有斷路器S3 ;在所述中間電抗器L3的輸出端和中間電抗器L4的輸入端連接有斷路器S4 ;在所述中間電抗器L4的輸出端連接有斷路器S5。所述中間電抗器U、L2、L3和L4為固定參數(shù)的等值電抗器。所述斷路器Sp S2, S3、S4和S5用于改變所述中間電抗器(L1I4)的分合組合方式。所述斷路器Sp S2> S3、S4和S5用于改變所述中間電抗器Lp L2、L3和L4的組合方式，使得不同的中間電抗器分別起著限流和短路的作用。本發(fā)明斷路器Sp S2、S3、S4和S5開關(guān)模式形成的跌落幅值表如下表I所示表I本發(fā)明斷路器Sp S2, S3、S4和S5開關(guān)模式形成的跌落幅值表
Ill 介//式SIS2S3S4S5 ^跌落 _ffi^
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組合方式I QS1QS2 QS3 QS4 跌落方式
il WW WWil A相接地短路
~WW il W il B相接地短路
~1WW WW il il c相接地短路
~AB相間短路
~ Μ Be相間短路
~~6il WW il WW CA 相間短路
~il il W il ab兩相接地短路
~8W il il il Be兩相接地短路
~~9Μ CA兩相接地短路
~ β abc 三相短路在斷路器QSp QS2, QS3和QS4分合狀態(tài)確定后，檢測裝置通過操作QF1和QF2兩個并聯(lián)的三相斷路器來實現(xiàn)電壓跌落。首先閉合斷路器QF1，實現(xiàn)電壓第一次跌落，然后斷開斷路器QF1,電壓恢復(fù)到正常，然后閉合斷路器QF2,實現(xiàn)電壓二次跌落。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例針對通過升壓變壓器接入IOkV電壓等級最大500kW的光伏逆變器，本發(fā)明裝置根據(jù)要求，設(shè)計出如下方案的低電壓穿越檢測裝置限流電抗器和短路電抗器L301、L302分別采用市面上常見的多抽頭電抗器，分別帶有0、10mH、30mH的3個抽頭，此時等值電抗器L401 L404均為40mH。X廣X4的不同分合狀態(tài)可以將限流電抗器分為0mH、10mH、15mH、30mH四種取值(注10mH、30mH兩個抽頭之間的電感約為15mH)，如下表3所示，短路電抗器切換原理同上，由普通三相斷路器XfX8進(jìn)行操作。如圖4所示，圖4是本發(fā)明提供的具體實施例的并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置的主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。表3X廣X4的不同分合狀態(tài)將限流電抗器分為OmH、IOmH, 15mH、30mH四種取值表
權(quán)利要求
1.一種并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括限流電抗器、短路電抗器和接地組合開關(guān)； 所述限流電抗器、中間電抗器-斷路器單元、短路電抗器和接地組合開關(guān)依次串聯(lián)；所述限流電抗器接入IOkV電網(wǎng)；所述中間電抗器-斷路器單元和接地組合開關(guān)分別接入變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)； 所述變壓器接入并網(wǎng)光伏逆變器中。
2.如權(quán)利要求I所述的低電壓穿越檢測裝置，其特征在于，所述限流電抗器Lx為參數(shù)可調(diào)的限流電抗器；所述短路電抗器Ld為參數(shù)可調(diào)的短路電抗器。
3.如權(quán)利要求I所述的低電壓穿越檢測裝置，其特征在于，所述中間電抗器包括中間電抗器(L1I4 ;所述斷路器包括斷路器(S^S5)； 在所述中間電抗器L1的輸入端連接有斷路器S1 ； 在所述中間電抗器L1的輸出端和中間電抗器L2的輸入端連接有斷路器S2 ； 在所述中間電抗器L2的輸出端和中間電抗器L3的輸入端連接有斷路器S3 ； 在所述中間電抗器L3的輸出端和中間電抗器L4的輸入端連接有斷路器S4 ； 在所述中間電抗器L4的輸出端連接有斷路器S50
4.如權(quán)利要求3所述的低電壓穿越檢測裝置，其特征在于，所述中間電抗器(L1I4)為固定參數(shù)的等值電抗器。
5.如權(quán)利要求3所述的低電壓穿越檢測裝置，其特征在于，所述斷路器(S^S5)用于改變所述中間電抗器(L1I4)的組合方式，使不同的中間電抗器分別起著限流和短路的作用。
6.如權(quán)利要求I所述的低電壓穿越檢測裝置，其特征在于，所述接地組合開關(guān)Sd為斷路器的開關(guān)組合方式；所述接地組合開關(guān)Sd包括 斷路器(QS廣QS3):分別采用三相斷路器連接所述檢測裝置的一相，分別控制A、B、C每一相的分合形成故障類型； 斷路器QS4 :控制所述檢測裝置是否進(jìn)行接地短路； 斷路器QF1 :用于實現(xiàn)所述檢測裝置電壓第一次跌落； 斷路器QF2 :用于實現(xiàn)所述檢測裝置電壓第二次跌落。
7.如權(quán)利要求6所述的低電壓穿越檢測裝置，其特征在于，所述斷路器QF1和斷路器QF2并聯(lián)后分別與所述斷路器QS1AS2和QS3分別連接；所述斷路器QS1AS2和QS3分別與斷路器QS4連接。
8.如權(quán)利要求6所述的低電壓穿越檢測裝置，其特征在于，所述斷路器(QS^QS4、QFdPQF2)均為三相斷路器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種并網(wǎng)光伏逆變器的低電壓穿越檢測裝置。該裝置包括限流電抗器、短路電抗器和接地組合開關(guān)；所述限流電抗器、中間電抗器-斷路器單元、短路電抗器和接地組合開關(guān)依次串聯(lián)；所述限流電抗器接入10/35kV電網(wǎng)；所述中間電抗器-斷路器單元和接地組合開關(guān)分別接入降壓變高壓側(cè)中性點(diǎn)；所述降壓變接入并網(wǎng)光伏逆變器中。該檢測裝置在保證短路容量不變的情況下，通過若干個斷路器的不同開關(guān)模式，改變限流和短路電抗器的配比，從而滿足使用較少的電抗器滿足不同跌落幅度低電壓穿越檢測的要求，從而用以光伏逆變器的低電壓穿越能力檢測。
文檔編號G01R31/00GK102721883SQ20121020178
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者呂宏水, 周敏, 張軍軍, 李臻, 秦筱迪, 趙紫龍 申請人:中國電力科學(xué)研究院