一種新型風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了一種新型風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，裝機(jī)容量連年快速增長(zhǎng)。2010年，風(fēng)電機(jī)組新增12904臺(tái)，裝機(jī)容量18.93GW，同比增長(zhǎng)73.3%，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)44.733GW，超過(guò)美國(guó)居世界第一位，有三家風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入世界十強(qiáng)。2011年，中國(guó)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(lái)自中國(guó)。目前，中國(guó)國(guó)家能源局公布了中國(guó)可再生能源發(fā)展的“十二五”規(guī)劃目標(biāo)，到2015年，風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量將達(dá)100GW，年產(chǎn)能1900億千瓦時(shí)；光伏發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到21GW，年產(chǎn)能量250億千瓦時(shí)。
[0003]隨著中國(guó)風(fēng)電和光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，問(wèn)題也是頻頻出現(xiàn)，目前中國(guó)已有多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)多次發(fā)生了大規(guī)模風(fēng)電脫網(wǎng)事件，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大威脅。同時(shí)由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電屬于能量密度低、穩(wěn)定性差、調(diào)節(jié)能力差的能源，其發(fā)電量受天氣及地域的影響較大，并網(wǎng)發(fā)電后會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及電網(wǎng)的供電質(zhì)量造成一定影響。宄其原因，發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備除了不具備低電壓穿越能力外，不具備高電壓穿越能力和對(duì)電網(wǎng)適應(yīng)能力差也是其重要原因，所以發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備只有同時(shí)具備低電壓穿越、高電壓穿越以及電網(wǎng)適應(yīng)性能力，才能與大電網(wǎng)和諧共處，才能真正從技術(shù)上解決大規(guī)模風(fēng)電、光伏并網(wǎng)問(wèn)題。
[0004]對(duì)于低電壓穿越能力要求，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司已發(fā)布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW392-2009《風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》、GB/T 29319-2012《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，中國(guó)國(guó)家也制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T19963-2011《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》、GB/T19964-2011《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，其中都規(guī)定了低電壓穿越測(cè)試要求。對(duì)于電網(wǎng)適應(yīng)性能力要求，目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試規(guī)程》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》都已掛網(wǎng)征求意見(jiàn)，而對(duì)于高電壓穿越能力要求，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)制定并頒布了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，比如德國(guó)的E.0N、澳大利亞的AEMC、加拿大的AESO、美國(guó)的WECS、IEEE1547，IEC也正在制定高電壓穿越測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，其中風(fēng)電發(fā)展比較發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)高電壓穿越能力的要求一般是1.1?1.3倍額定電壓。在中國(guó)國(guó)內(nèi)雖然還沒(méi)有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是針對(duì)高電壓穿越，政府、電網(wǎng)公司、設(shè)備制造廠家、行業(yè)組織、專(zhuān)家學(xué)者等都已經(jīng)有了廣泛的共識(shí)，如中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)調(diào)【2011】974號(hào)《關(guān)于引發(fā)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行反事故措施要點(diǎn)》中明確提出“風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具備必要的高電壓穿越能力”的要求；新修訂的《國(guó)家電網(wǎng)十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》(2012修訂版)也指出“風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具有規(guī)程規(guī)定的低電壓穿越能力和必要的高電壓耐受能力”;在2011年7月試行的《山東電網(wǎng)新建風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)驗(yàn)收流程》中也明確了高電壓穿越能力的驗(yàn)收要求，即“風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具有必要的高電壓穿越能力，并網(wǎng)點(diǎn)電壓在0.9?1.1倍額定電壓(含邊界值)內(nèi)能正常運(yùn)行”。
[0005]然而，由于中國(guó)國(guó)內(nèi)試驗(yàn)和測(cè)試手段匱乏，目前很少有研制與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相配套的完整的高低電壓穿越測(cè)試和電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試裝置，主要測(cè)試設(shè)備均依賴(lài)進(jìn)口，難以為風(fēng)電和光伏并網(wǎng)驗(yàn)收提供有效的技術(shù)支撐，也嚴(yán)重制約著中國(guó)風(fēng)電和光伏行業(yè)的健康有序發(fā)展。
[0006]現(xiàn)有的風(fēng)電光伏并網(wǎng)測(cè)試裝置，一種是用電抗器串聯(lián)分壓模擬電網(wǎng)的跌落和電壓擾動(dòng)，另一種是用變流器來(lái)模擬電網(wǎng)的電壓和頻率擾動(dòng)?，F(xiàn)有的風(fēng)電光伏電抗器串聯(lián)分壓并網(wǎng)測(cè)試裝置在做低電壓穿越試驗(yàn)時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)有一定的沖擊，同時(shí)試驗(yàn)中也會(huì)將大量的無(wú)功功率輸送到電網(wǎng)，降低電網(wǎng)的功率因數(shù)，對(duì)電網(wǎng)有一定的影響；并且只能模擬電網(wǎng)短路試驗(yàn)，而對(duì)頻率擾動(dòng)、電壓擾動(dòng)、三相不平衡及諧波測(cè)試等電網(wǎng)適應(yīng)性試驗(yàn)無(wú)能為力；而現(xiàn)有的變流器電源裝置能很好的模擬電網(wǎng)的頻率波動(dòng)、電壓波動(dòng)、三相不平衡及諧波測(cè)試等，但在模擬低電壓跌落及恢復(fù)時(shí)，其中跌落和恢復(fù)速度相對(duì)較慢，據(jù)統(tǒng)計(jì)，最快需要1mS及以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的就在于提供了一種新型風(fēng)電、光伏并網(wǎng)檢測(cè)綜合試驗(yàn)裝置，不僅可以模擬電網(wǎng)的各種頻率擾動(dòng)、電壓擾動(dòng)、三相不平衡及諧波測(cè)試等，還可以模擬電網(wǎng)的各種電壓跌落情況，實(shí)現(xiàn)電壓的快速跌落和恢復(fù)，也可以很好的實(shí)現(xiàn)高電壓穿越試驗(yàn)，同時(shí)避免做低電壓穿越或者高電壓穿越試驗(yàn)時(shí)無(wú)功功率輸送到電網(wǎng)，從而減少了電網(wǎng)的影響。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0009]—種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置、第一變壓器以及電抗器組合，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、第一變壓器以及電抗器組合，且電抗器組合分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連。
[0010]另一種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置、第一變壓器、電抗器組合以及第二變壓器，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、第一變壓器、電抗器組合以及第二變壓器，且第二變壓器分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連。
[0011]—種用于模擬低壓電網(wǎng)電壓跌落時(shí)工況的風(fēng)電、光伏并網(wǎng)試驗(yàn)裝置，包括交流電網(wǎng)模擬裝置、電抗器組合，且交流電網(wǎng)模擬裝置由整流器與逆變器組成；所述整流器的一端與電網(wǎng)相連、另一端依次連接有逆變器、電抗器組合以及第一變壓器，且第一變壓器分別與光伏逆變器、風(fēng)電變流器相連；電流先經(jīng)過(guò)電抗器組合，再經(jīng)過(guò)第一變壓器，用于降低第一變壓器的容量。
[0012]所述整流器和逆變器通過(guò)一定的控制可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，且由整流器和逆變器組成的交流電網(wǎng)模擬裝置可以模擬電網(wǎng)的頻率變化、電壓變化和電壓跌落，且采用三相獨(dú)立H橋控制可以實(shí)現(xiàn)模擬電網(wǎng)的平衡跌落和不平衡跌落的情況。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述電抗器組合由第一電抗器L1、第二電抗器L2、第一斷路器KN1、第二斷路器KN2、第三斷路器KMl組成，電網(wǎng)的電流經(jīng)過(guò)第一電抗器LI流向第二電抗器L2 ;所述第一電抗器LI兩端并聯(lián)有第三斷路器KMl，且第一電抗器LI的輸出端與風(fēng)電變流器相連；所述第二電抗器L2的輸出端經(jīng)過(guò)第一斷路器KN1、第二斷路器KN2后接地。
[0014]所述電抗器組合根據(jù)串聯(lián)分壓的原理，每一相都用多個(gè)電抗器串聯(lián)，每個(gè)電抗器都可以選擇是否投入使用，非低電壓穿越試驗(yàn)情況下斷路器KN1/KN2/KM1都是出于斷開(kāi)狀態(tài)；低電壓穿越情況下KN1/KN2處于閉合狀態(tài)，而KMl根據(jù)情況選擇開(kāi)通。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述第一變壓器與第二變壓器結(jié)構(gòu)均呈三角/星形或者星/星形。