[发明专利]基于回馈式负荷模拟装置的微电网半实物测试电路及方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种微电网半实物测试方法，特别是一种基于回馈式负荷模拟装置的微电网半实物测试方法。 

背景技术

诸如风电、太阳能光伏发电等类型的分布式发电的出力具有波动性、间歇性，当大规模接入电网时，将对电网的安全稳定运行造成影响。为了抑制分布式发电对电网的冲击和负面影响，充分发挥分布式发电的效益和价值，在2001年，美国R.H.Lasseter等学者提出了微电网的概念。 

典型的微电网由多种分布式发电单元、储能系统以及负荷组成，微电网是一种新型网络结构，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网可将分布式能源统一转化为电能，不仅能为用户提供电能，同时还可以满足用户供热、制冷的需求，实现了能源的优化利用，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。 

在孤立运行时，微电网的储能系统或微型燃气轮机等主电源提供电压和频率支撑的作用，其动态性和电能质量对微电网的供电质量至关重要。对微电网的储能系统或微型燃气轮机等主电源进行动态特性和电能质量的验证测试时，一般需匹配典型负荷，如实际的定阻抗负荷、非线性负荷以及异步电机负荷，这就造成了测试时涉及实际负荷种类较多，占据较大空间，接线麻烦。另外，异步电机负荷还需附带可调负载，一般程控定阻抗负荷和非线性负荷是电能完全消耗，需配置大功率的散热装置。 

采用基于回馈式负荷模拟装置，模拟定阻抗负荷、非线性负荷以及异步电机负荷的特性，代替实际的定阻抗负荷、非线性负荷以及异步电机负荷，配合微电网的储能系统等主电源进行动态特性和电能质量的验证测试。在测试过程中，负荷特性模拟输入端与单位功率因数回馈变流器之间的功率保持平衡，实现负荷特性模拟及电能回馈，并且装置紧凑、回馈节能，具有显著优点。 

发明内容

本发明提供一种基于回馈式负荷模拟装置的微电网半实物测试电路及方法。本发明采用基于回馈式负荷模拟装置，模拟定阻抗负荷、非线性负荷以及异步电机负荷的特性，代替实际的定阻抗负荷、非线性负荷以及异步电机负荷，配合微电网的储能系统等主电源进行动态特性和电能质量的验证测试。在测试过程中，负荷特性模拟输入端与单位功率因数回馈变流器之间的功率保持平衡，实现负荷特性模拟及电能回馈，并且装置紧凑、回馈节能，具有显著优点。 

本发明提供的基于回馈式负荷模拟装置的微电网半实物测试电路，其特征在于：包括一回馈式负荷模拟装置、微电网、配电系统、第一连接开关、第二连接开关、第三连接开关以及并网开关；其中所述的回馈式模拟装置的输入经第一连接开关接至所述的微电网的母线，所述回馈式模拟装置的单位功率因素回馈端经所述第二连接开关接至配电系统的输出，所述微电网经所述并网开关与所述配电系统并网运行；所述微电网包括一储能系统，所述储能系统经所述第三连接开关与所述微电网的母线连接；所述储能系统经所述第三连接开关与所述微电网的母线连接；所述回馈式负荷模拟装置包括A相负荷模拟单元、B相负荷模拟单元、C相负荷模拟单元以及监控单元；所述A相负荷模拟单元、B相负荷模拟单元、C相负荷模拟单元独立工作，所述监控单元的输出通过RS-485分别与A相负荷模拟单元、B相负荷模拟单元、C相负荷模拟单元的控制端连接。 

进一步地，所述A相负荷模拟单元、B相负荷模拟单元、C相负荷模拟单元都采用AC-DC和DC-AC两级变换结构。 

    基于以上所述的基于回馈式负荷模拟装置的微电网半实物测试电路的测试方法，其特征在于， 包括以下步骤：S01.断开所述微电网与所述配电系统并网点的并网开关以及所述微电网所有支路开关；S02.闭合所述第一连接开关，闭合所述第二连接开关；S03.闭合所述第三连接开关；S04.以孤立运行模式启动所述微电网储能系统；S04.启动所述回馈式负荷模拟装置，通过所述监控单元将所述回馈式负荷模拟装置设置为空载运行；S05.通过所述监控单元设置所述回馈式负荷模拟装置的负荷类别、功率阶跃曲线及投切曲线，并将所述回馈式负荷模拟装置设置为带载运行；S06.记录所述储能系统输出的电量变化曲线直至测试完毕，分析所述储能系统的动态性能以及电能质量。 

本发明提供的测试电路及方法能够解决在验证测试微电网的储能系统等主电源的动态特性和电能质量时所需负荷种类较多、耗费较大、无法实现回馈节能以及长时间运行调节精度下降等问题。 

附图说明

图1为本发明测试电路连接图。 

图2为回馈式负荷模拟装置的结构框图。 

图3为负荷模拟单元电路结构图。