分布式能源发电实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式能源发电实验系统。该分布式能源发电实验系统包括：线路阻抗模拟装置，用于模拟不同距离运行的分布式电源；分布式电源，与线路阻抗模拟装置相连接，用于通过线路阻抗模拟装置接入电网，用于模拟不同的线路参数运行；系统负荷模拟装置，用于模拟系统在不同负荷条件下运行；数字实时仿真装置，用于建立多种数字仿真模型进行仿真运行。通过本发明专利技术，解决了相关技术中分布式电源运行模式的切换不够灵活的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电领域，具体而言，涉及一种分布式能源发电实验系统。
技术介绍
间歇式可再生能源发电会对电网的安全稳定带来一系列的影响，电网友好型分布式新能源发电技术利用混合储能系统可有效抑制电源功率波动，通过对后端DC/AC换流器的灵活控制，还可实现对电网电压和频率进行支撑调节。搭建开放式的实验平台是开展分布式新能源和微电网相关技术研究的有效手段，目前，相关技术中搭建的关于分布式电源和微电网的相关实验平台主要分为以下几类:(I)实验平台全部以纯物理机组搭建实现。目前，国多内外搭建了诸多分布式电源和微电网的实验平台，在该类平台一次设备主要包括风力发电单元、光伏发电单元、蓄电池储能单元、传统的旋转发电单元等分布式电源，通过监控平台完成分布式电源的监控与能量管理，最终实现系统的稳定运行。在该类分布式电源和微电网实验平台中，所有环节都通过实际的物理模型实现，并且所有的控制策略已封装固化到设备内部，该实验平台的开放程度远远无法满足相关实验研究的需要。(2)实验平台以纯数字的仿真程序实现。目前，国内外有很多关于分布式电源或微电网相关仿真平台，该平台的通过一些综合分析程序，在计算机上实现的是一种纯数字的分析计算，分析对象全部通过数字模型实现。在该类实验平台中，缺乏对分布式电源和微电网一些电磁暂态的实证性分析研究。(3)实验平台以实时仿真器实现分布式电源主控系统。目前，国内外有些分布式电源的半实物仿真平台，该平台中的分布式电源一次主电路由实际的物理器件搭建，分布式电源的主控制器由实时仿真器实现，通过在实时仿真器中搭建控制模型，实现分布式电源的半实物仿真。在该类实验平台中，分布式电源的所有控制策略全部放入仿真器中，未采用分层控制设计技术，导致分布式电源失去了就地自控能力，不利于分布式电源运行模式的灵活切换。针对相关技术中分布式电源运行模式的切换不够灵活的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种分布式能源发电实验系统，以解决相关技术中分布式电源运行模式的切换不够灵活的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种分布式能源发电实验系统。该分布式能源发电实验系统包括:线路阻抗模拟装置，用于模拟不同距离运行的分布式电源；分布式电源，与线路阻抗模拟装置相连接，用于通过线路阻抗模拟装置接入电网，用于模拟不同的线路参数运行；系统负荷模拟装置，用于模拟系统在不同负荷条件下运行；数字实时仿真装置，用于建立多种数字仿真模型进行仿真运行。进一步地，分布式能源发电实验系统还包括:可再生能源发电模块；锂电池储能模块；超级电容储能模块；DC/AC变换器；底层控制器。进一步地，分布式能源发电实验系统还包括:DC/AC换流器；直流母线；交流系统。进一步地，可再生能源发电模块、锂电池储能模块和超级电容储能模块分别通过DC/AC变换器与直流母线并联构成功率可控的直流供电系统，直流供电系统通过DC/AC换流器与交流系统相连。进一步地，分布式电源的运行模式为并网模式，在并网模式下，分布式电源按照上级的P、Q调度指令并网运行。进一步地，分布式电源按照以下方式运行并网模式:通过数字实时仿真装置选择并网模式，获取设置的调度指令；选择调度指令模式运行；控制逆变电压；数字实时仿真装置下达切换指令；换流器按照调度指令并网运行。进一步地，分布式电源的运行模式为自同步模式，在自同步模式下，分布式电源按照接入电网的信号，通过自适应控制实现电压源模式与电网的并联运行。进一步地，分布式电源按照以下方式运行自同步模式:通过数字实时仿真装置选择自同步模式；换流器控制逆变电压；闭合并网开关K;数字实时仿真装置下达通道切换指令；换流器按照调度指令并网运行。进一步地，分布式电源的运行模式为独立模式，在独立模式下，分布式电源按照上级的V、F调度指令独立运行。进一步地，数字实时仿真装置为用于在纯数字仿真过程中对电源的控制策略进行修改的纯数字实时仿真装置，数字实时仿真装置还用于将纯数字仿真模型中控制系统的输入信号切换到纯数字实时仿真装置实际的输入信号进行数字/物理混合仿真。通过本专利技术，解决了相关技术中分布式电源运行模式的切换不够灵活的问题，进而达到了使得分布式电源运行模式能够灵活切换的效果。【附图说明】构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1为本专利技术提供的电网友好型分布式新能源发电实验平台；图2为本专利技术提供的DC/AC换流器归一化控制模型；图3为本专利技术提供的电网友好型电源的多运行模式控制框图；图4为本专利技术提供的DC/AC换流器运行于并网模式的主控流程图；图5为本专利技术提供的DC/AC换流器运行于孤岛模式的主控流程图；图6为本专利技术提供的DC/AC换流器运行于自同步模式的主控流程图；以及图7为本专利技术提供的电网友好型分布式新能源发电数字/模拟混合仿真原理图。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术实施例提供了一种分布式能源发电实验系统，该分布式能源发电实验系统为电网友好型分布式新能源发电实验平台(系统)。本专利技术中的电网友好型分布式电源由间歇性可再生能源发电(如风电、光伏等)系统和混合储能系统一能量型储能锂电池系统和功率型储能超级电容系统组成。该实验平台由两台电网友好型分布式电源、线路阻抗模拟装置、系统负荷模拟装置、纯数字实时仿真装置组成。依托该专利技术，可以完成电网友好型分布式新能源发电的拓扑结构研究与控制方法验证，多台电网友好型分布式电源并联协调运行控制技术，系统线路阻抗对电源出力的影响，以及分布式新能源发电数字/物理混合仿真技术，通过纯数字实时仿真装置的建模仿真，实现电网友好型分布式电源纯数字实时仿真，通过仿真装置与物理平台的接口对接，实现电网友好型分布式电源数字/物理混合仿真。该电网友好型分布式新能源发电实验平台，包括分布式电源、线路阻抗模拟装置、系统负荷模拟装置、纯数字实时仿真装置和电网；所述分布式电源通过线路阻抗模拟装置接入电网；通过对线路阻抗模拟装置的在线设置，模拟不同距离运行的分布式电源；模拟不同的线路参数运行的分布式电源；通过对系统负荷模拟装置的在线设置，模拟系统在不同负荷条件下运行；通过纯数字实时仿真装置，建立各种纯数字的仿真模型并通过仿真装置与电源的接口进行实验平台的数字/物理混合仿真运行。优选地，所述电网友好型分布式电源包括可再生能源发电模块、锂电池储能模块、超级电容储能模块、DC/AC变换器和底层控制器。所述可再生能源发电模块、锂电池储能模块和超级电容储能模块分当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式能源发电实验系统，其特征在于，包括：线路阻抗模拟装置，用于模拟不同距离运行的分布式电源；分布式电源，与所述线路阻抗模拟装置相连接，用于通过所述线路阻抗模拟装置接入电网，用于模拟不同的线路参数运行；系统负荷模拟装置，用于模拟系统在不同负荷条件下运行；以及数字实时仿真装置，用于建立多种数字仿真模型进行仿真运行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海云，孙健，杨楠，高明伟，杜晨红，刘慧珍，巩晓昕，李光辉，何国庆，鲍薇，孙艳霞，郝木凯，冯凯辉，赵伟然，孙文文，郭思琪，李朝晖，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网北京市电力公司，中国电力科学研究院，国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11