[发明专利]一种移动式风电机组电网适应性测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及新能源接入与控制领域，具体涉及一种移动式风电机组电网适应性测试系统。

背景技术

风电机组是一个多学科交叉的技术密集型产品，电力电子器件的弱电网适应性使得其对电网扰动高度敏感。而我国的风电大多建设在电网薄弱地区，电网运行质量较差，未经并网运行试验检测的风电机组无法正常安全并网运行。风能资源的波动性、间歇性等自然属性与风电机组的系统复杂性及电网高度敏感性，决定了风电机组并网试验检测必须基于实际运行开展，实验室模拟或工厂试验无法准确、全面地反映风电机组的真实并网运行特性。目前世界各主要并网导则均对风电机组电网适应性作出了不同程度的要求，风电机组具备电网适应性成为了风电并网的必然要求。国内外尚无基于实际运行的能够用于风电机组电网适应性现场测试的测试装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种移动式风电机组电网适应性测试系统，其可以在风电机组升压变压器高压侧在线真实模拟产生电网电压偏差、频率变化、三相电压不平衡、电压闪变与谐波等常见的电网扰动，采集和分析风电机组的实际运行数据，对风电机组的电网适应性进行试验与评价。移动式的结构可以方便的在不同风电场间运输与安装，解决了复杂地形和交通条件下风电机组的电网适应性现场试验与检测难题。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种移动式风电机组电网适应性测试系统，其改进之处在于，所述系统包括通过光纤连接的电网扰动发生装置和集成测控装置，所述电网扰动发生装置连接在中压电网和风电机组升压变压器高压侧之间；所述电网扰动发生装置和集成测控装置进行一体化设计后集成安装于集装箱内；所述集装箱内包括散热系统，所述散热系统包括水冷装置和风冷装置。

优选的，所述电网扰动发生装置用于在风电机组升压变压器高压侧在线模拟产生的电网扰动；所述集成测控装置用于采集风电机组的电气量与状态量信息，实时分析风电机组的电网适应性性能指标，同时对测试系统进行控制与运行监测；将电网扰动发生装置和集成测控装置进行一体化设计后集成安装在集装箱内实现移动式的电网适应性测试系统；所述电网扰动发生装置为中压电网扰动发生装置。

优选的，所述电网扰动发生装置采用模块化设计（可实现高、低频扰动发生装置独立、联合运行）；包括与中压电网连接的低频扰动发生装置和与风电机组升压变压器高压侧连接的高频扰动发生装置；所述低频扰动发生装置和高频扰动发生装置依次连接；所述低频扰动发生装置和高频扰动发生装置均并联断路器。

较优选的，所述低频扰动发生装置包括依次连接的降压变压器、变流环节和升压变压器；所述升压变压器的输出端与高频扰动发生装置或中压电网连接；

所述变流环节采用N个单相或三相的AC-DC-AC变流器并联模式；所述N在1-4之间。

较优选的，所述高频扰动发生装置基于电压源串联原理，将谐波电压信号直接叠加到中压电网；包括高频电网扰动发生模块、与其连接的高频取能电源和LC滤波电路；所述LC滤波电路包括电容C和电感L；所述电容C连接在中压电网或低频扰动发生装置的输出端，所述电容C通过电感L与高频扰动发生模块连接；

所述高频扰动发生模块采用单相H桥AC-DC-AC变流器级联模式。

优选的，所述集成测控装置包括：

中央处理器：负责采集被测风电机组的并网点的三相电压、三相电流及实时风速信息模拟量信号，通过分析计算得出风电机组的并网运行特性参数，并通过通信管理机上传至远程后台监控计算机，远程后台监控计算机反映风电机组的实时运行状态；

DSP控制器：采集被测风电机组的电气量、状态量，接受通信管理机的指令信号，生成输出扰动状态所需的PWM触发信号；DSP控制器通过通信管理机与后台监控计算机的通信；

后台监控计算机：通过通信管理机下发指令至DSP控制器并反映风电机组的实时运行状态。

较优选的，所述DSP控制器包括低频扰动发生装置DSP控制器、高频扰动发生装置DSP控制器；

所述低频扰动发生装置DSP控制器和高频扰动发生装置DSP控制器通过光纤均与开入开出组件连接；所述低频扰动发生装置DSP控制器和高频扰动发生装置DSP控制器均与通信管理机连接；所述开入开出组件和通信管理机通过光纤分别与中央处理器连接；

所述低频扰动发生装置DSP控制器和高频扰动发生装置DSP控制器通过通信管理机与后台监控计算机进行通信；

所述后台监控计算机通过RS485总线与通信管理机连接。