[发明专利]一种风力发电机组电网适应性测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试装置，更具体地说，涉及一种用于测试风力发电机组电网适应性的测试装置。

背景技术

随着风电产业的高速发展以及风电装机容量在国家电力结构的比例不断提升，越来越多的国家对并网型风力发电机组的电网接入条件及电网适应性提出了严格要求。其中包括风力发电机组对电网电压、频率的偏差、波动的适应，及低压穿越性能(Low Voltage Ride Through，简称LVRT)等。低压穿越性能是指在所连接电网发生故障导致风电场电压跌落后，风力发电机组保持不间断并网运行，从而避免风电场的切除严重影响到电网系统运行稳定性的能力。

风力发电机组的电网适应性(特别是低压穿越性能)一般要在电网发生故障时才能展现出来，但电网发生故障，特别是严重故障的机会较少。为了深入测试、比较和改善风力发电机组的电网适应性(含低压穿越性能)，需要构建可反复进行实验的风力发电机组电网适应性测试系统。如图1所示，风力发电机组电网适应性测试系统一般由三相电源1(电网或三相交流发电机等)、电网故障模拟装置2及待测的风力发电机组3(或其关键子系统)组成。

如图2所示，目前，风力发电机组电网适应性测试系统中的电网故障模拟装置一般由电抗网络及开关组成，其中X1为串联限流电抗，X2为可变的短路电抗，X3为线路模拟电抗，而S为受控的开关。开关S闭合，电网故障模拟装置2模拟电网短路，在待测风力发电机组端造成电网电压跌落等故障，即可对待测风力发电机组在电网故障等模拟条件下进行电网适应性测试。

上述现有电网故障模拟装置存在如下缺陷：

1、装置体积庞大，成本高，且对电网容量有较高要求，调节不便，实验周期长；

2、由于需模拟电网的深度跌落，要求电抗网络中的串联限流电抗X1相对较大，对风力发电机组的初始运行状态及电网故障模拟过程中的测试参数影响较大；

3、电网故障测试前的电网电压初始状态基本不能调节，故难以测试风力发电机组在电网各种状态下发生故障时的完整数据。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，克服现有电网故障模拟装置的上述缺陷，提供一种风力发电机组电网适应性测试装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种风力发电机组电网适应性测试装置，其特征在于，包括基于功率半导体开关器件构建的变流器，该变流器输入端连接三相电源、输出端连接风力发电机组。

在本发明的风力发电机组电网适应性测试装置中，所述变流器包括控制器和依次连接的整流器、直流环节、逆变器，所述控制器与所述整流器、所述逆变器信号连接，所述整流器连接三相电源，所述逆变器连接风力发电机组。

在本发明的风力发电机组电网适应性测试装置中，所述整流器包括由功率半导体开关器件组成的第一桥式电路、串接在该第一桥式电路输入端各相上的电抗；所述直流环节包括串接在所述桥式电路输出端的直流电容；所述逆变器包括由功率半导体开关器件组成的第二桥式电路、串接在该第二桥式电路输出端各相上的电抗；所述第二桥式电路输入端连接所述第一桥式电路输出端。

在本发明的风力发电机组电网适应性测试装置中，所述整流器包括输入电容组，所述逆变器包括输出电容组，所述输入电容组的电容对应连接在所述变流器输入端两相之间，所述输出电容组的电容对应连接在所述变流器输出端两相之间。

在本发明的风力发电机组电网适应性测试装置中，所述整流器包括由功率半导体开关器件组成的第三桥式电路、串接在该第三桥式电路输入端各相上的电抗；所述直流环节包括串接在所述桥式电路输出端的串接第一直流电容和第二直流电容，该第一直流电容和第二直流电容的串接端连接三相电源中线；所述变流器包括由功率半导体开关器件组成的第四桥式电路、串接在该第四桥式电路输出端各相上的电抗；所述第四桥式电路输入端连接所述第三桥式电路输出端。

在本发明的风力发电机组电网适应性测试装置中，所述整流器包括输入电容组，所述逆流器包括输出电容组，所述输入电容组的电容对应连接在所述变流器输入端各相与三相电源中线之间，所述输出电容组的电容对应连接在所述变流器输出端与三相电源中线之间。

在本发明的风力发电机组电网适应性测试装置中，所述变流器包括交流-交流变换器和控制器，所述交流-交流变换器连接三相电源和风力发电机组，所述控制器与所述交流-交流变换器信号连接。