一种高海拔地区的光伏电站低电压穿越检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种高海拔地区的光伏电站低电压穿越检测系统，包括电网、电网侧变压器、测试单元、光伏侧变压器、被测光伏单元和自动检测控制系统，所述自动检测控制系统包括监测所述被测单元的监测模块、实现自动控制的控制模块和分析检测数据的处理模块。该系统控制采用全自动化设计，系统根据后台测试员所输入的电压跌落深度和模拟故障类型，自动选择匹配的电抗组合和模拟故障时间、调节分接开关至相对应的位置完成电抗匹配、选择的模拟电网故障类型、投切单相隔离开关位置完成电网故障类型匹配，完成低电压穿越检测试验，整套系统的硬件保护功能和软件保护功能相互配合，自我诊断功能完善、稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种高海拔地区的光伏电站低电压穿越检测系统，包括电网、电网侧变压器、测试单元、光伏侧变压器、被测光伏单元和自动检测控制系统，所述自动检测控制系统包括监测所述被测单元的监测模块、实现自动控制的控制模块和分析检测数据的处理模块。该系统控制采用全自动化设计，系统根据后台测试员所输入的电压跌落深度和模拟故障类型，自动选择匹配的电抗组合和模拟故障时间、调节分接开关至相对应的位置完成电抗匹配、选择的模拟电网故障类型、投切单相隔离开关位置完成电网故障类型匹配，完成低电压穿越检测试验，整套系统的硬件保护功能和软件保护功能相互配合，自我诊断功能完善、稳定性好。【专利说明】一种高海拔地区的光伏电站低电压穿越检测系统
本专利技术涉及一种光伏电站并网检测领域的系统，具体涉及一种高海拔地区的光伏 电站低电压穿越检测系统。
技术介绍
随着光伏产业的发展，特别在我国西部地区，地域广阔，日照资源丰富，光伏产业 发展迅猛，光伏发电在电网中所占比例不断增大。在电网发生故障导致电压跌落时，大容量 光伏并网发电站若不具备低电压穿越（Low Voltage Ride Through, LVRT)能力，将对电力 系统稳定性产生重大影响。因此，中国先后颁布了国家电网企标Q/GDW617-2011《光伏电站 接入电网技术规定》、国标GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》以及行业 标准NB/T32005-2013《光伏发电站低电压穿越检测技术规程》。国标GB/T19964-2012中低 电压穿越曲线如图1所示。标准中要求大功率光伏并网逆变器必须具有低电压穿越能力， 其并网必须满足相应的技术标准，只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许光伏逆变 器脱网，同时当电压在凹陷部分时，逆变器应提供无功功率。 目前用于光伏电站低电压穿越检测的电压跌落发生器主要有三类：阻抗分压形 式、变压器形式和电力电子变换形式。基于阻抗分压形式和变压器形式实现的电压跌落发 生器属于无源电压跌落发生器，其中基于阻抗分压式方案用电抗器对电网侧分压，通过调 整电抗器参数来控制电压跌落深度，能逼真模拟电网故障现象，在实际工程中容易实施，可 靠性高；变压器形式实现的电压跌落发生器，通过带中心抽头的变压器实现，但是变压器体 积和重量很大，不便于运输，同时工艺比较复杂。除此之外，基于电力电子变换形式实现的 电压跌落发生器为有源电压跌落发生器，形式比较灵活，功能强大，但是对于大功率光伏并 网发电系统，使用电力电子器件成本高，控制复杂，可靠性不高，同时器件本身抵抗电网故 障时电压、电流冲击能力有限。 现有技术中，应用于高海拔地区光伏电站并网检测移动设备均使用电力电子变换 方式，基于阻抗形式的移动检测设备在高海拔地区未应用，仅使用于低海拔地区，并且测试 过程中需要人工更换接线。 利用光伏逆变器低电压穿越检测系统主要有以下三类：传统高海拔地区移动式光 伏电站低电压穿越检测装置；平原型移动式光伏电站低电压穿越检测装置；固定式光伏逆 变器低电压穿越检测系统。主要存在以下特点： (1)传统的高海拔地区移动式光伏电站低电压穿越检测装置，均采用电力电子变 换形式，针对大容量光伏发电站，电力电子器件成本高，控制复杂，可靠性不高，同时器件本 身抵抗电网故障时电压、电流冲击能力有限。而且NB/T 32005-2013《光伏发电站低电压穿 越检测技术规程》中已明确要求检测装置一般采用无源电抗器接地短路或相间短路来模拟 电网故障。 (2)平原型移动式光伏电站低电压穿越检测装置，一般采用无源电抗分压形式，但 由于受设备安装空间限制，检测装置无法配置很多电抗器，或无法配置用于更换电抗器抽 头接线的开关等，一般采用手动更换电抗器抽头接线来改变主回路的电抗器参数。手动更 改故障点接线来模拟电网故障，步骤繁琐，耗时长，具有一定安全隐患。无论是手动修改电 抗参数或手动修改模拟电网故障方式，均需要被测光伏逆变器停止运行后才可进行操作， 增加了额外的检测时间，不利于整体检测效率的提高。另外，平原型移动式光伏电站低电压 穿越检测装置设备选型或安装无法满足高海拔电气绝缘要求。 (3)固定式光伏逆变器低电压穿越检测系统，因不受安装空间限制，可以采用多个 电抗器组合，通过安装多个开关或有载调压开关来调整主回路电抗参数，以及通过多个开 关组合方式来实现模拟电网故障类型切换，但整个系统成本很高，占地面积较大，设备安装 于固定地点，无法移动，不适合光伏电站检测。 因此，需要提供一种适用于高海拔地区光伏电站低电压穿越能力测试的移动检测 系统。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种高海拔地区的光伏电站低电压 穿越检测系统。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案： 一种高海拔地区的光伏电站低电压穿越检测系统，所述光伏电站低电压穿越检测 系统包括电网、电网侧变压器、测试单元、光伏侧变压器、被测光伏单元和自动检测控制系 统，其改进之处在于： 所述测试单元包括依次连接的进线断路器、限流断路器、限流电抗和出线断路器， 所述进线断路器、限流断路器、限流电抗和出线断路器并联旁路断路器； 所述限流电抗和所述出线断路器之间连接串联的短路电抗、短路断路器、三个单 相接触器并联的开关组和单相接触器，所述单相接触器接地；所述限流电抗和所述短路电 抗的另一端通过多选分接开关连接； 所述进线断路器、所述旁路断路器、所述出线断路器和所述短路断路器分别设有 电流互感器； 35KV电压互感器一接入所述进线断路器和所述电网侧变压器之间；35KV电压互 感器二和10KV电压互感器一分别通过隔离开关接入所述出线断路器和所述光伏侧变压器 之间； 所述自动检测控制系统包括监测所述被测单元的监测模块、实现自动控制的控制 模块和分析检测数据的处理模块。 进一步的，所述监测模块获取所述电流互感器的信息、所述电压互感器的信息、所 述断路器的状态信息和电信号、所述开关组和单相接触器的分合状态、所述多选分接开关 的开关档位及所述隔离开关的状态信息； 所述状态信息包括分合闸状态、操作机构信息、告警信息和事故信息； 所述电信号包括三相电压、三相电流、功率、功率因数和频率。 进一步的，所述控制模块控制所述断路器的分合、所述隔离开关的分合、所述多选 分接开关的升降档、试验跌落深度、试验跌落方式、试验跌落时间及所述三个单相接触器并 联的开关组和单相接触器的分合。 进一步的，所述控制模块的控制方法包括以下步骤： I、闭合所述进线断路器和所述旁路断路器，投入自动检测控制系统； II、所述自动监测控制系统接收后台下发的跌落深度指令，跟据电抗感值匹配矩 阵，筛选电抗感值组合，控制所述多选分接开关的档位置，完成试验跌落深度的电抗感值匹 配； III、所述自动监测控制系统跟据后台发送的试验跌落方式，选择并控制所述三个 单相接触器并联的开关组和单相接触器的组合方式，完成电网故障方式的切换； VI、闭合限流断路器和出线断路器，开始进行低电穿越压检测； V、断开旁路断路器，闭合短路断路器，开始电压跌落； VI、经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高海拔地区的光伏电站低电压穿越检测系统，所述光伏电站低电压穿越检测系统包括电网、电网侧变压器、测试单元、光伏侧变压器、被测光伏单元和自动检测控制系统，其特征在于：所述测试单元包括依次连接的进线断路器、限流断路器、限流电抗和出线断路器，所述进线断路器、限流断路器、限流电抗和出线断路器并联旁路断路器；所述限流电抗和所述出线断路器之间连接串联的短路电抗、短路断路器、三个单相接触器并联的开关组和单相接触器，所述单相接触器接地；所述限流电抗和所述短路电抗的另一端通过多选分接开关连接；所述进线断路器、所述旁路断路器、所述出线断路器和所述短路断路器分别设有电流互感器；35KV电压互感器一接入所述进线断路器和所述电网侧变压器之间；35KV电压互感器二和10KV电压互感器一分别通过隔离开关接入所述出线断路器和所述光伏侧变压器之间；所述自动检测控制系统包括监测所述被测单元的监测模块、实现自动控制的控制模块和分析检测数据的处理模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔爱良，华光辉，王德顺，俞斌，张海宁，孟可风，赵上林，刘欢，张新龙，姬联涛，李春来，杨波，杨军，郭智，杨立滨，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，国网青海省电力公司电力科学研究院，国网河南省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11