一種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種無功性能測試方法和系統(tǒng)，具體設(shè)及一種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性 能測試方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能是指光伏發(fā)電站并網(wǎng)點電壓異常升高或者降低時，光伏 發(fā)電站發(fā)出動態(tài)無功的響應時間和實際輸出變化量。2012年，我國相繼出臺國標GB/ T19964-2012《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》和GB/T29321-2012《光伏發(fā)電站無功補 償技術(shù)規(guī)定》，要求通過35kV及W上電壓等級并網(wǎng)，W及通過lOkV電壓等級與公共電網(wǎng)連接 的新建、改建和擴建光伏發(fā)電站必須具備無功/電壓調(diào)節(jié)的能力，實現(xiàn)對并網(wǎng)點電壓的控 審IJ。其動態(tài)響應時間、調(diào)節(jié)速度和控制精度應滿足電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的要求。
[0003]針對光伏發(fā)電站該項性能測試，國內(nèi)外的通常做法是通過斷開光伏電站某條或者 某些集電線路，或者通過調(diào)整主變壓器分接頭，使并網(wǎng)點電壓發(fā)生波動，從而實現(xiàn)對光伏發(fā) 電站動態(tài)無功性能的測試。該測試方法所產(chǎn)生的并網(wǎng)點電壓變化范圍有限，電壓幅值變化 難W控制，不能準確模擬電網(wǎng)的電壓波動，不能準確測試光伏發(fā)電站的動態(tài)無功性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試方 法和系統(tǒng)。本發(fā)明能夠使得并網(wǎng)點電壓變化范圍廣，測試環(huán)境不受限制，能夠測試任何電壓 變化情況下的動態(tài)無功性能。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] -種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試方法，所述方法包括如下步驟：
[0007] (1)通過電壓波動模擬裝置模擬電網(wǎng)電壓波動；
[000引（2)將光伏電站并網(wǎng)總斷路器保持在斷開位置，將所述電壓波動模擬裝置連接在 所述并網(wǎng)總斷路器兩側(cè)，用功率分析儀監(jiān)測所述光伏電站并網(wǎng)點的無功功率變化；
[0009] (3)進行動態(tài)無功性能測試。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟(3)包括如下步驟：
[0011] 步驟3-1、使所述電壓波動模擬裝置輸出的電壓幅值與頻率與公共連接點一致，所 述光伏電站通過所述電壓波動模擬裝置并網(wǎng)運行；
[0012] 步驟3-2、改變所述電壓波動模擬裝置輸出的電壓幅值，測試所述光伏電站動態(tài)無 功跟隨電壓波動的無功響應性能；
[0013]步驟3-3、整個測試過程用所述功率分析儀記錄并網(wǎng)點的電壓幅值和輸出無功電 流，計算無功電流輸出響應時間、無功電流注入持續(xù)時間和無功電流注入量；
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟3-2包括如下步驟：
[0015]步驟3-2-1、閉合所述電壓波動模擬裝置中的輸入斷路器，被測光伏電站并網(wǎng)點通 過與所述輸入斷路器連接；
[0016] 步驟3-2-2、閉合所述電壓波動模擬裝置中的輸出斷路器，將被測光伏電站通過所 述輸出斷路器連接至電網(wǎng)；
[0017]步驟3-2-3、所述電壓波動模擬裝置按照指令要求輸出相應的電壓跌波動曲線，檢 測光伏電站的動態(tài)無功性能。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟3-3中，所述無功電流輸出響應時間tres的計算公式如下：
[0019] tres=til-trO
[0020] 式中tro為電壓跌落開始時刻；trl為電壓跌落期間光伏電站無功電流注入首次大 于無功電流注入?yún)⒖贾档?0 %的起始時刻；
[0021 ]所述無功電流注入持續(xù)時間tlast的計算公式如下：
[0022] tlast=tr2-trl
[0023] 式中為光伏發(fā)電站并網(wǎng)點電壓恢復到90 %額定值的時刻；
[0024] 所述無功電流注入有效值Iq的計算公式如下：
[0025]
[0026] 式中Iq(t)為電壓跌落期間光伏電站無功電流函數(shù)。
[0027]優(yōu)選的，一種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括功率 分析儀、并網(wǎng)總斷路器、主升壓變壓器和電壓波動模擬裝置;所示并網(wǎng)總斷路器和所述主升 壓變壓器串聯(lián)在公共連接點與光伏發(fā)電站之間，所述功率分析儀連接在所述并網(wǎng)總斷路器 和所述主升壓變壓器之間的連接線上。
[0028] 優(yōu)選的，所述電壓波動模擬裝置包括依次連接的輸入斷路器、降壓變壓器、功率單 元、升壓變壓器和輸出斷路器，所述輸入斷路器與所述輸出斷路器分別連接至所述并網(wǎng)總 斷路器的兩側(cè)。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0030] 本發(fā)明使用電壓波動模擬裝置來模擬并網(wǎng)點的電壓波動，W及功率分析儀監(jiān)測并 網(wǎng)點電壓波動及無功功率變化，運種測試方法能夠使得并網(wǎng)點電壓變化范圍廣，測試環(huán)境 不受限制，能夠測試任何電壓變化情況下的動態(tài)無功性能。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本發(fā)明光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試方法流程圖，
[0032] 圖2是本發(fā)明光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試系統(tǒng)圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0034] 如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試方法，包括如下步 驟：
[0035] (1)準備工作。
[0036] 現(xiàn)場開展光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試時，通過電網(wǎng)電壓波動模擬裝置模擬電網(wǎng) 電壓波動，測試光伏電站動態(tài)無功響應能力，主要包括無功電流輸出響應時間、無功電流注 入持續(xù)時間和無功電流注入有效值等指標，計算公式如下：
[0037]無功電流輸出響應時間tres:
[003引tres=til-trO
[0039]式中trO為電壓跌落開始時刻；trl為電壓跌落期間光伏電站無功電流注入首次大 于無功電流注入?yún)⒖贾档?0%的起始時刻；
[0040] 無功電流注入持續(xù)時間tlast:
[0041] tlast=tr廣trl
[0042]式中為光伏發(fā)電站并網(wǎng)點電壓恢復到90%額定值的時刻；
[0043]無功電流注入有效值Iq:
[0044]
[0045]式中Iq(t)為電壓跌落期間光伏電站無功電流函數(shù)。
[0046] 將光伏發(fā)電站并網(wǎng)總斷路器保持在斷開位置，將電網(wǎng)電壓波動模擬裝置連接在并 網(wǎng)總斷路器兩側(cè)，用功率分析儀監(jiān)測光伏電站并網(wǎng)點的無功功率變化。
[0047] (2)使所述電壓波動模擬裝置輸出的電壓和頻率與PCC點（pointofcommon coupling，公共連接點)一致；
[004引（3)光伏電站通過電壓波動模擬裝置并網(wǎng)運行；
[0049] (4)改變電壓波動模擬裝置輸出電壓幅值；
[0050] 輸入斷路器和輸出斷路器分別接至并網(wǎng)總斷路器兩側(cè)，并通過降壓變壓器和升壓 變壓器與功率單元相連接。首先，閉合輸入斷路器，被測電站并網(wǎng)點通過輸入斷路器連接設(shè) 備。然后，閉合輸出斷路器，將被測電站通過輸出斷路器連接至電網(wǎng)。裝置按照指令要求輸 出相應的電壓跌波動曲線，檢測電站的動態(tài)無功性能，并通過功率分析儀監(jiān)測并網(wǎng)點的電 壓和無功功率變化。
[0051] (5)通過功率分析儀檢測光伏電站輸出無功功率和電壓變化。
[0052]如圖2所示，一種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 功率分析儀、并網(wǎng)總斷路器、主升壓變壓器和電壓波動模擬裝置;所示并網(wǎng)總斷路器和所述 主升壓變壓器串聯(lián)在公共連接點與光伏發(fā)電站之間，所述功率分析儀連接在所述并網(wǎng)總斷 路器和所述主升壓變壓器之間的連接線上。
[0053]所述電壓波動模擬裝置包括依次連接的輸入斷路器、降壓變壓器、功率單元、升壓 變壓器和輸出斷路器，所述輸入斷路器與所述輸出斷路器分別連接至所述并網(wǎng)總斷路器的 兩側(cè)。
[0054]最后應當說明的是：W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:依然 可W對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1. 一種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： (1) 通過電壓波動模擬裝置模擬電網(wǎng)電壓波動； (2) 將光伏電站并網(wǎng)總斷路器保持在斷開位置，將所述電壓波動模擬裝置連接在所述 并網(wǎng)總斷路器兩側(cè)，用功率分析儀監(jiān)測所述光伏電站并網(wǎng)點的無功功率變化； (3) 進行動態(tài)無功性能測試。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述測試方法，其特征在于，所述步驟(3)包括如下步驟： 步驟3-1、使所述電壓波動模擬裝置輸出的電壓幅值與頻率與公共連接點一致，所述光 伏電站通過所述電壓波動模擬裝置并網(wǎng)運行； 步驟3-2、改變所述電壓波動模擬裝置輸出的電壓幅值，測試所述光伏電站動態(tài)無功跟 隨電壓波動的無功響應性能； 步驟3-3、整個測試過程用所述功率分析儀記錄并網(wǎng)點的電壓幅值和輸出無功電流，計 算無功電流輸出響應時間、無功電流注入持續(xù)時間和無功電流注入量。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述測試方法，其特征在于，所述步驟3-2包括如下步驟： 步驟3-2-1、閉合所述電壓波動模擬裝置中的輸入斷路器，被測光伏電站并網(wǎng)點通過與 所述輸入斷路器連接； 步驟3-2-2、閉合所述電壓波動模擬裝置中的輸出斷路器，將被測光伏電站通過所述輸 出斷路器連接至電網(wǎng)； 步驟3-2-3、所述電壓波動模擬裝置按照指令要求輸出相應的電壓跌波動曲線，檢測光 伏電站的動態(tài)無功性能。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述測試方法，其特征在于，所述步驟3-3中， 所述無功電流輸出響應時間tre3S的計算公式如下： tres - ?τ?-?γΟ 式中trQ為電壓跌落開始時刻;trl為電壓跌落期間光伏電站無功電流注入首次大于無功 電流注入?yún)⒖贾档?0 %的起始時刻； 所述無功電流注入持續(xù)時間tiast的計算公式如下： tlast - tr2_trl 式中tr2為光伏發(fā)電站并網(wǎng)點電壓恢復到90%額定值的時刻； 所述無功電流注入有效值Iq的計算公式如下：式中Iq(t)為電壓跌落期間光伏電站無功電流函數(shù)。5. -種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括功率分析儀、并 網(wǎng)總斷路器、主升壓變壓器和電壓波動模擬裝置;所示并網(wǎng)總斷路器和所述主升壓變壓器 串聯(lián)在公共連接點與光伏發(fā)電站之間，所述功率分析儀連接在所述并網(wǎng)總斷路器和所述主 升壓變壓器之間的連接線上。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述測試系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓波動模擬裝置包括依次連接的 輸入斷路器、降壓變壓器、功率單元、升壓變壓器和輸出斷路器，所述輸入斷路器與所述輸 出斷路器分別連接至所述并網(wǎng)總斷路器的兩側(cè)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光伏發(fā)電站動態(tài)無功性能測試方法和系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：(1)通過電壓波動模擬裝置模擬電網(wǎng)電壓波動；(2)將光伏電站并網(wǎng)總斷路器保持在斷開位置，將所述電壓波動模擬裝置連接在所述并網(wǎng)總斷路器兩側(cè)，用功率分析儀監(jiān)測所述光伏電站并網(wǎng)點的無功功率變化；(3)進行動態(tài)無功性能測試。所述系統(tǒng)包括功率分析儀、并網(wǎng)總斷路器、主升壓變壓器和電壓波動模擬裝置；所述功率分析儀與所述并網(wǎng)總斷路器和所述主升壓變壓器連接，所述并網(wǎng)總斷路器與主升壓變壓器串聯(lián)。本發(fā)明能夠使得并網(wǎng)點電壓變化范圍廣，測試環(huán)境不受限制，能夠測試任何電壓變化情況下的動態(tài)無功性能。
【IPC分類】G01R31/00, G01R21/06
【公開號】CN105445539
【申請?zhí)枴緾N201510828109
【發(fā)明人】吳蓓蓓, 林小進, 包斯嘉, 王濤, 李政, 秦筱迪, 李紅濤, 張雙慶
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月24日