一種新型風電、光伏并網(wǎng)檢測綜合試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風力發(fā)電、光伏發(fā)電技術領域，尤其涉及了一種新型風電、光伏并網(wǎng)檢測綜合試驗裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，我國風力發(fā)電、光伏發(fā)電產業(yè)發(fā)展迅速，裝機容量連年快速增長。2010年，風電機組新增12904臺，裝機容量18.93GW，同比增長73.3%，累計裝機容量達44.733GW，超過美國居世界第一位，有三家風電設備生產企業(yè)進入世界十強。2011年，中國光伏產品產能30GW，占全球產能60%，有數(shù)家世界十大光伏企業(yè)都來自中國。目前，中國國家能源局公布了中國可再生能源發(fā)展的“十二五”規(guī)劃目標，到2015年，風電并網(wǎng)裝機容量將達100GW，年產能1900億千瓦時；光伏發(fā)電裝機容量將達到21GW，年產能量250億千瓦時。
[0003]隨著中國風電和光伏產業(yè)迅速發(fā)展的同時，問題也是頻頻出現(xiàn)，目前中國已有多個風電場多次發(fā)生了大規(guī)模風電脫網(wǎng)事件，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來巨大威脅。同時由于太陽能光伏發(fā)電屬于能量密度低、穩(wěn)定性差、調節(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)電后會對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行以及電網(wǎng)的供電質量造成一定影響。宄其原因，發(fā)電并網(wǎng)設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電網(wǎng)適應能力差也是其重要原因，所以發(fā)電并網(wǎng)設備只有同時具備低電壓穿越、高電壓穿越以及電網(wǎng)適應性能力，才能與大電網(wǎng)和諧共處，才能真正從技術上解決大規(guī)模風電、光伏并網(wǎng)問題。
[0004]對于低電壓穿越能力要求，中國國家電網(wǎng)公司已發(fā)布了企業(yè)標準Q/GDW392-2009《風電場接入電網(wǎng)技術規(guī)定》、GB/T 29319-2012《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術規(guī)定》，中國國家也制定了相關標準GB/T19963-2011《風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》、GB/T19964-2011《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》，其中都規(guī)定了低電壓穿越測試要求。對于電網(wǎng)適應性能力要求，目前行業(yè)標準《風力發(fā)電機組電網(wǎng)適應性測試規(guī)程》和國家標準《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》都已掛網(wǎng)征求意見，而對于高電壓穿越能力要求，國外發(fā)達國家已經(jīng)制定并頒布了相關標準，比如德國的E.0N、澳大利亞的AEMC、加拿大的AESO、美國的WECS、IEEE1547，IEC也正在制定高電壓穿越測試的標準，其中風電發(fā)展比較發(fā)達的國家對高電壓穿越能力的要求一般是1.1?1.3倍額定電壓。在中國國內雖然還沒有相關的國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準，但是針對高電壓穿越，政府、電網(wǎng)公司、設備制造廠家、行業(yè)組織、專家學者等都已經(jīng)有了廣泛的共識，如中國國家電網(wǎng)調【2011】974號《關于引發(fā)風電并網(wǎng)運行反事故措施要點》中明確提出“風電機組應具備必要的高電壓穿越能力”的要求；新修訂的《國家電網(wǎng)十八項電網(wǎng)重大反事故措施》(2012修訂版)也指出“風電機組應具有規(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)新建風電場并網(wǎng)驗收流程》中也明確了高電壓穿越能力的驗收要求，即“風電機組應具有必要的高電壓穿越能力，并網(wǎng)點電壓在0.9?1.1倍額定電壓(含邊界值)內能正常運行”。
[0005]然而，由于中國國內試驗和測試手段匱乏，目前很少有研制與技術標準相配套的完整的高低電壓穿越測試和電網(wǎng)適應性測試裝置，主要測試設備均依賴進口，難以為風電和光伏并網(wǎng)驗收提供有效的技術支撐，也嚴重制約著中國風電和光伏行業(yè)的健康有序發(fā)展。
[0006]現(xiàn)有的風電光伏并網(wǎng)測試裝置，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，另一種是用變流器來模擬電網(wǎng)的電壓和頻率擾動?，F(xiàn)有的風電光伏電抗器串聯(lián)分壓并網(wǎng)測試裝置在做低電壓穿越試驗時會對電網(wǎng)有一定的沖擊，同時試驗中也會將大量的無功功率輸送到電網(wǎng)，降低電網(wǎng)的功率因數(shù)，對電網(wǎng)有一定的影響；并且只能模擬電網(wǎng)短路試驗，而對頻率擾動、電壓擾動、三相不平衡及諧波測試等電網(wǎng)適應性試驗無能為力；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、電壓波動、三相不平衡及諧波測試等，但在模擬低電壓跌落及恢復時，其中跌落和恢復速度相對較慢，據(jù)統(tǒng)計，最快需要1mS及以上。
【發(fā)明內容】
[0007]針對現(xiàn)有技術存在的不足，本實用新型的目的就在于提供了一種新型風電、光伏并網(wǎng)檢測綜合試驗裝置，不僅可以模擬電網(wǎng)的各種頻率擾動、電壓擾動、三相不平衡及諧波測試等，還可以模擬電網(wǎng)的各種電壓跌落情況，實現(xiàn)電壓的快速跌落和恢復，也可以很好的實現(xiàn)高電壓穿越試驗，同時避免做低電壓穿越或者高電壓穿越試驗時無功功率輸送到電網(wǎng)，從而減少了電網(wǎng)的影響。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是這樣的:
[0009]—種用于模擬中高壓電網(wǎng)電壓跌落時工況的風電、光伏并網(wǎng)試驗裝置，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)電壓跌落時工況的風電、光伏并網(wǎng)試驗裝置，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、風電變流器相連。
[0011]—種用于模擬低壓電網(wǎng)電壓跌落時工況的風電、光伏并網(wǎng)試驗裝置，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、風電變流器相連；電流先經(jīng)過電抗器組合，再經(jīng)過第一變壓器，用于降低第一變壓器的容量。
[0012]所述整流器和逆變器通過一定的控制可以實現(xiàn)能量的雙向流動，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，且采用三相獨立H橋控制可以實現(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的輸出端與風電變流器相連；所述第二電抗器L2的輸出端經(jīng)過第一斷路器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，每一相都用多個電抗器串聯(lián)，每個電抗器都可以選擇是否投入使用，非低電壓穿越試驗情況下斷路器KN1/KN2/KM1都是出于斷開狀態(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構均呈三角/星形或者星/星形。