一种光伏逆变器电压骤升测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种光伏逆变器电压骤升测试系统，用于提高被测试设备的供电端的电压，使被测试设备承受比额定电压更高的电压，包括电源进线隔离变压器，高压断路器K2、可调电抗器L、高压断路器K1、电容器C、可调电阻R、配出线隔离变压器，所述电源进线隔离变压器与高压断路器K2串联，高压断路器K2与电抗器L串联，电抗器L与配出线隔离变压器串联，高压断路器K1与电容器C、可调电阻R串联，然后并联在电抗器L与被测试装置的隔离变压器串联点之间，模拟电网高电压穿越过程，测试光伏逆变器高电压穿越能力，借助与可调电抗器和可调电阻的配合，避免了电容器投入时电压过冲及过电流，能够精准地实现光伏逆变器电压骤升测试。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光伏逆变器电压骤升测试系统，针对光伏发电系统并网逆变器电压骤升测试。
技术介绍
近年来，随着光伏发电系统的广泛使用和并网装机容量的不断增加，其在电网故障条件下的运行与控制策略已直接影响到电力系统的安全稳定运行。现有的研究主要集中于电网电压跌落故障对光伏发电系统的电磁暂态影响分析及相应的低电压穿越技术探究，而与之对应的电网电压骤升条件下的相关研究成果则尚不多见。事实上，实际电力系统中电网电压的骤升常伴随着电网电压的跌落故障而发生，如：电网电压跌落导致的负载突切等可引发电网电压的骤升。因此，为避免光伏发电系统在低电压穿越后因暂态高压而脱网，有必要对其光伏逆变器电压骤升控制策略加以研究。电网电压的骤升会带来光伏发电系统并网逆变器控制裕度的下降，如若失控则会导致能量由电网倒灌进入逆变器进而引发直流侧过压或过流。为改善电网电压骤升对光伏发电系统并网逆变器所造成的暂态冲击，确保其安全并网运行，该文提出一种光伏逆变器电压骤升测试系统。目前，中国市场接入光伏发电系统并网逆变器仅提出了低电压穿越的相关指标，对高电压穿越暂不作要求，而北美市场主流逆变器厂商推出的逆变器多数带有高电压穿越功能，随着国内光伏发电技术的发展和完善，具备高电压穿越功能将是光伏发电系统并网逆变器的发展趋势。因此，为保障大规模光伏发电接入后的电力系统安全稳定运行，亟需开展光伏逆变器电压骤升能力测试，而研制能够真实模拟电网电压骤升特性的测试装置则是重中之重。技术专利《移动式风电机组高低电压穿越测试装置》专利号为：201220255118.5，虽提供了一种电网高电压模拟方案，其通过变压器副边绕组抽头跳变实现风电机组机端电压的上升，但该方法所产生的高电压波形，其电压上升速率过快，且无法模拟实际电网过电压过程中的相角与电能质量变化情况，不适合风电机组高电压能力的测试要求。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种光伏逆变器电压骤升测试系统。一种光伏逆变器电压骤升测试系统，包括电源进线隔离变压器，高压断路器K2、可调电抗器L、高压断路器K1、电容器C、可调电阻R、配出线隔离变压器，所述电源进线隔离变压器与高压断路器K2串联，高压断路器K2与电抗器L串联，电抗器L与配出线隔离变压器串联，高压断路器K1与电容器C、可调电阻R串联，然后并联在电抗器L与被测试装置的隔离变压器串联点之间，模拟电网高电压穿越过程，测试光伏逆变器高电压穿越能力，其特征在于，所述高压断路器K1采用既可以三相同时投入的断路器也可以分相投入的断路器或晶闸管开关，电容器C与可调电阻R串联采用星型接法，并且中性点接地；可调电抗器L、电容器C和可调电阻R相互配合，实现提高光伏逆变器的电压骤升所述容性无功功率在可调电抗器L的感抗XL上产生电压降，提高光伏逆变器电压；所述感抗XL采用干式空心电抗器，电抗器的电抗值XL与电抗器的电阻RL比值XL/RL应大于10。所述电压骤升测试系统投入测试之前，预先将可调电抗器L的分接头连接在合适的位置，所述高压断路器K1断开，高压断路器K2断开；启动测试时，先闭合所述高压断路器K2，然后闭合所述高压断路器K1；结束测试时，先断开所述高压断路器K1，然后，断开所述高压断路器K2。通过设置不同的感抗XL与电阻R参数匹配实现所述光伏逆变器不同幅度的电压骤升，感抗XL与电阻R的参数选择使所述光伏逆变器电压骤升系统在100％Un-150％Un范围内有132种不同电压幅度的电压骤升波形；控制所述真空断路器K1实现对所述光伏逆变器电压骤升时间长度进行控制。所述每相电容器与可调节电阻串联，通过高压断路器K1，可三相同时投入，实现三相电压平衡电压骤升，三相中的任意一相可以单独控制，也可以实现三相电压不平衡电压骤升。实现所述高电压穿越测试系统的电压骤升装置包括电源进线变压器、高压开关柜、电抗器柜、电容器柜、电阻箱柜、光伏逆变器变压器；所述电抗器为感抗XL，所述电容器为容抗XC，所述高压开关柜内装有高压断路器K1、高压断路器K2，所述电容器柜内装有电容器C，所述电阻箱柜为可调节电阻R，所述高压断路器K2选取一般真空断路器，所述高压断路器K1选取具有既可同时投入的真空断路器也可分相投入真空断路器或晶闸管开关，所述高压开关柜、电容器柜、电阻箱柜绝缘水平应在15KV及以上，所述电阻箱柜需加装散热装置，所述电阻箱柜与高压开关柜和电容器柜之间需加装隔热装置。所述电压骤升装置串接于被测光伏逆变器与电网之间，模拟电网过电压测试所述被测光伏逆变器电压骤升能力，所述电压骤升装置包括可调电抗器L感抗XL、电容器C容抗XC、高压断路器K1和高压断路器K2，所述感抗XL与所述开关K1串联后接入所述配出线隔离变压器，所述电源进线隔离变压器二次绕组采用星型接线并中性点直接接地，所述高压断路器K1与电容器和电阻R串联星型接线并中性点直接接地。所述光伏逆变器高电压骤升测试系统还包括就地测控系统和远方监控系统；就地测控系统与所述高电压穿越测试系统连接，就地测控系统与远方监控系统相通讯；所述就地测控系统将系统的信息采集，进行分析判断后实现高电压穿越控制，也可通过网络功能将电压骤升信息上传给外部的远方监控系统。测试原理如下：可调电抗器L的AB两端电压降ΔUAB＝(PRL+QXL)/Un，其中RL为可调电抗器L的电阻，XL＝ωL为可调电抗器L的电抗，Q为通过可调电抗器L的无功功率，P为通过可调电抗器L的有功功率，当Q为感性无功功率时，Q为正值，当Q为容性无功功率时，Q为负值，当Q为容性无功功率并且QXL>PRL时，ΔUAB<0，即B点电压高于A点电压，所谓的电压升高，提高所述光伏逆变器的连接点处的电压，为了减小通过可调电抗器L有功功率在可调电抗器L电阻RL上的电压降，一般要求XL/RL大于10。所述电压骤升装置投入测试之前，所述高压断路器K1、K2断开；启动测试时，先闭合所述高压断路器K2，然后闭合所述高压断路器K1；结束测试时，先断开所述高压断路器K1，然后断开所述高压断路器K2。所述电容C与电阻串联，采用星型接法中性点接地；所述电容器容抗XC及串联电阻R，当高压断路器K1三相同时投入时，B点三相电压平衡抬升，当高压断路器K1三相不同时投入时，B点三相电压不平衡抬升。本技术提供：通过不同的感抗与不同容抗和电阻R参数匹配实现所述电压骤升装置与所述光伏逆变器不同幅度的电压上升，电感L值分为22个等级,电容值两个等级(正常情况固定),电阻R值分为6个等级，不同的电感L值与电阻R值选择使所述电压骤升装置与所述光伏逆变器的连接点电压在100％Un-150％Un范围内有132种不同电压骤升的高电压波形；所述高压断路器K1采用既可同时投入也可分相投入的机械开关或者晶闸管开关，高压断路器K2采用一般机械开关，控制所述高压断路器K1、K2，实现对所述电压骤升装置与所述被测光伏逆变器的高电压时间长度进行控制。所述就地测控系统和远方监控系统均与所述电压骤升装置连接；所述就地测控系统采集所述电压骤升装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏逆变器电压骤升测试系统，包括电源进线隔离变压器，高压断路器K2、可调电抗器L、高压断路器K1、电容器C、可调电阻R、配出线隔离变压器，所述电源进线隔离变压器与高压断路器K2串联，高压断路器K2与电抗器L串联，电抗器L与配出线隔离变压器串联，高压断路器K1与电容器C、可调电阻R串联，然后并联在电抗器L与被测试装置的隔离变压器串联点之间，模拟电网高电压穿越过程，测试光伏逆变器高电压穿越能力，其特征在于，所述高压断路器K1采用可以三相同时投入的断路器或分相投入的断路器或晶闸管开关，电容器C与可调电阻R串联采用星型接法，并且中性点接地；可调电抗器L、电容器C和可调电阻R相互配合，实现提高光伏逆变器电压骤升的容性无功功率在可调电抗器L的感抗XL上产生电压降，提高光伏逆变器电压；所述感抗XL采用干式空心电抗器，电抗器的电抗值XL与电抗器的电阻RL比值XL/RL应大于10。

【技术特征摘要】
1.一种光伏逆变器电压骤升测试系统，包括电源进线隔离变压器，高压断路器K2、可调电抗器L、高压断路器K1、电容器C、可调电阻R、配出线隔离变压器，所述电源进线隔离变压器与高压断路器K2串联，高压断路器K2与电抗器L串联，电抗器L与配出线隔离变压器串联，高压断路器K1与电容器C、可调电阻R串联，然后并联在电抗器L与被测试装置的隔离变压器串联点之间，模拟电网高电压穿越过程，测试光伏逆变器高电压穿越能力，其特征在于，所述高压断路器K1采用可以三相同时投入的断路器或分相投入的断路器或晶闸管开关，电容器C与可调电阻R串联采用星型接法，并且中性点接地；可调电抗器L、电容器C和可调电阻R相互配合，实现提高光伏逆变器电压骤升的容性无功功率在可调电抗器L的感抗XL上产生电压降，提高光伏逆变器电压；所述感抗XL采用干式空心电抗器，电抗器的电抗值XL与电抗器的电阻RL比值XL/RL应大于10。
2.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器电压骤升测试系统，其特征在于，所述电压骤升测试系统投入测试之前，预先将可调电抗器L的分接头连接在合适的位置，所述高压断路器K1断开，高压断路器K2断开；启动测试时，先闭合所述高压断路器K2，然后闭合所述高压断路器K1；结束测试时，先断开所述高压断路器K1，然后，断开所述高压断路器K2。
3.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器电压骤升测试系统，其特征在于，通过设置不同的感抗XL、电容器C和电阻R参数匹配实现所述光伏逆变器不同幅度的电压骤升，感抗XL、电容器C和电阻R的参数选择使所述光伏逆变器电压骤升系统在100％Un-150％Un范围内有132...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈骞，王仲初，王丹，李继明，
申请(专利权)人：鞍山荣泰电力电子有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21