一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法及系统制造方法及图纸

一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法及系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，将接入光伏电站中无功补偿装置的二次电压信号替换为频率扰动发生装置的输入信号；步骤2，基于所述频率扰动发生装置在标称电压下产生不同频率的频率信号，并采用所述频率信号对所述无功补偿装置进行持续扰动，以获得所述无功补偿装置的输出电流；步骤3，基于所述无功补偿装置的输出电流判定所述无功补偿装置的频率适应性功能是否满足要求。本发明专利技术方法思路简单、实现方法便捷、节省时间、成本低，并且测试结果精确。并且测试结果精确。并且测试结果精确。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及新能源发电
，更具体地，涉及一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法及系统。

技术介绍

[0002]随着经济社会的不断发展，能源生产和消费的持续增长，化石能源的大量开发和使用已经引发了资源紧张，环境污染，气候变暖，冰川消融，海平面上升等突出问题，严重威胁到人类的生存和可持续发展。据统计，我国煤炭、石油、天然气储产比分别为31年，11.9年和28年，远低于世界平均水平。能源消费总量高、石油和天然气对外依存度大导致能源形势尤为严峻。光伏、风电等新能源不仅具备清洁高效、可再生的特点，而且储量丰富，因此，清洁能源的高效利用，能源结构转型，能源清洁替代被大力提倡。截至2019年底，我国新能源累计装机容量突破4亿千瓦，新能源年发电量5102亿千瓦时。其中，风电、太阳能发电装机容量分别为1.69、1.77亿千瓦，新能源利用水平持续提升。
[0003]然而，新能源发电技术中仍然存在着各种各样的问题。例如，新能源发电方式与传统发电方式之间缺乏协调规划，缺乏新能源电力送出和电力消纳解决方案。新能源发电具有随机性、间歇性、分布式等特点，这导致发电机组调频难度大，并网运行难度大，容易对电网造成冲击、危险等问题。另外，由于新能源发电容易导致频率波动、电压波动、电压闪变、电压跌落及谐波等问题，也会导致电能质量较差，无法准确的制定和实施发电计划，给电网调度造成压力。
[0004]为了解决上述一系列问题，新能源的并网运行技术和并网运行策略正不断发展进步。现有技术中，经常采用无功补偿装置等无功补偿装置对于新能源并网过程中所导致的电网电压降、电压波动等进行测量和补偿，以确保电网电压稳定，改善电网性能，提高输电能力，提高供用电系统的功率因数、减少功率损耗等。
[0005]以SVG(Static VAR Generator，)为例，无功补偿装置作为整个电力系统稳定运行的重要环节之一，已经被广泛的应用于光伏电站中。通常来说，SVG由变流器和直流侧电容组成，因此可以通过产生电网中所需要的反向的同样大小的无功电流来达到无功补偿的目的。由于无功功率的连续调节作用，可以抑制光伏电站所在的电力系统中的电压不平衡、电流谐波等问题。
[0006]然而，目前的无功补偿装置类型多样，性能各异，并没有专门应用于光伏电站的设备，挑选合适的无功补偿装置对于电网的性能至关重要。另外，随着大规模光伏电站接入，电网电压、频率波动进一步加剧，在并网点频率波动时，光伏电站应按照规定时间保持运行，其最主要的电压调节无功补偿装置应具备与光伏电站相同的频率适应性能力。然而，目前尚无可靠便捷的方法对此开展能力测试。因此对于无功补偿装置和光伏电站是否具有同样的频率适应能力的了解是至关重要的。
[0007]现有技术CN112269087A中公开了一种无功补偿装置的高低电压穿越能力检测系统。在该系统中，只能够通过电压变化进行无功补偿装置的性能检测的方法，并基于合格的
设备实现对于电网安全性的保护。然而，仅根据电压变化来对无功补偿装置的性能进行检测，并不能够充分保证无功补偿的可靠性。例如，英国2019年8月9日发生的大断电事故，是由于两座发电站同时跳闸，导致系统频率大幅度下跌导致的。若是在该电网系统中，存在基于功率扰动提供合理补偿，且重复符合补偿需求的无功补偿装置的存在，则会将故障范围进一步控制，降低断电故障损失。然而，现有技术中，并不存在一种基于功率扰动判定无功补偿装置性能的方法和系统。
[0008]因此，为了确保无功补偿装置与其所应用于的光伏电站所在的电力系统具有相同或近似的频率适应性能力，亟需一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法及系统。

技术实现思路

[0009]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法及系统，通过对无功补偿装置执行模拟频率扰动，而测试无功补偿装置对于不同频率扰动的反应，并获得无功补偿装置的频率适应性能力。
[0010]本专利技术采用如下的技术方案。
[0011]本专利技术第一方面，涉及一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法，其中，方法包括以下步骤：步骤1，将接入光伏电站中无功补偿装置的二次电压信号替换为频率扰动发生装置的输入信号；步骤2，基于频率扰动发生装置在标称电压下产生不同频率的频率信号，并采用频率信号对无功补偿装置进行持续扰动，以获得无功补偿装置的输出电流；步骤3，基于无功补偿装置的输出电流判定无功补偿装置的频率适应性功能是否满足要求。
[0012]优选地，频率扰动发生装置的标称电压为100V。
[0013]优选地，不同频率的频率信号的频率范围基于GB/T 34931
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2017光伏发电站无功补偿装置检测技术规程中规定的光伏发电站逆变器允许的运行频率、光伏发电站允许的并网频率确定；频率范围为48Hz至50.55Hz之间。
[0014]优选地，分别设定频率信号的频率为48.05Hz、49.45Hz，采用频率信号对无功补偿装置持续扰动600s；若无功补偿装置在接收持续扰动期间无法保持持续运行，则判定无功补偿装置的频率适应性功能不满足要求。
[0015]优选地，分别设定频率信号的频率为49.55Hz、50.15Hz，采用频率信号对无功补偿装置持续扰动1800s；若无功补偿装置在接收持续扰动期间无法保持持续运行，则判定无功补偿装置的频率适应性功能不满足要求。
[0016]优选地，分别设定频率信号的频率为50.25Hz、50.45Hz，采用频率信号对无功补偿装置持续扰动120s；若无功补偿装置在接收持续扰动期间无法保持持续运行，则判定无功补偿装置的频率适应性功能不满足要求。
[0017]优选地，设定频率信号的频率为50.55Hz，采用频率信号对无功补偿装置持续扰动5s；若无功补偿装置无法立即停止运行，则判定无功补偿装置的频率适应性功能不满足要求。
[0018]优选地，若无功补偿装置满足下述所有条件时，判定无功补偿装置的频率适应性功能满足要求：当频率信号的频率为48.05Hz、49.45Hz时，无功补偿装置持续运行600s以上；当频率信号的频率为49.55Hz、50.15Hz时，无功补偿装置持续运行1800s以上；当频率信号的频率为50.25Hz、50.45Hz时，无功补偿装置持续运行120s以上。
[0019]本专利技术第二方面，涉及一种如本专利技术第一方面中光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法所述的光伏电站无功补偿装置频率适应性测试系统，其中，系统包括光伏配电网络、无功补偿装置、频率扰动发生装置和数据记录分析仪；光伏配电网络由分别接入主变电站两端的光伏电站和并入电网形成；无功补偿装置，与光伏配电网络连接，其二次侧电压信号输入端与频率扰动发生装置连接，用于基于频率扰动发生装置生成的频率信号获得输出电流；数据记录分析仪，分别与频率扰动发生装置、无功补偿装置的二次侧电流回路连接，用于检测并比较频率信号和输出电流。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，将接入光伏电站中无功补偿装置的二次电压信号替换为频率扰动发生装置的输入信号；步骤2，基于所述频率扰动发生装置在标称电压下产生不同频率的频率信号，并采用所述频率信号对所述无功补偿装置进行持续扰动，以获得所述无功补偿装置的输出电流；步骤3，基于所述无功补偿装置的输出电流判定所述无功补偿装置的频率适应性功能是否满足要求。2.根据权利要求1中所述的一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法，其特征在于：所述频率扰动发生装置的标称电压为100V。3.根据权利要求2中所述的一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法，其特征在于：所述不同频率的频率信号的频率范围基于GB/T 34931
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2017光伏发电站无功补偿装置检测技术规程中规定的光伏发电站逆变器允许的运行频率、光伏发电站允许的并网频率确定；所述频率范围为48Hz至50.55Hz之间。4.根据权利要求3中所述的一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法，其特征在于：分别设定所述频率信号的频率为48.05Hz、49.45Hz，采用所述频率信号对所述无功补偿装置持续扰动600s；若所述无功补偿装置在接收持续扰动期间无法保持持续运行，则判定所述无功补偿装置的频率适应性功能不满足要求。5.根据权利要求3中所述的一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法，其特征在于：分别设定所述频率信号的频率为49.55Hz、50.15Hz，采用所述频率信号对所述无功补偿装置持续扰动1800s；若所述无功补偿装置在接收持续扰动期间无法保持持续运行，则判定所述无功补偿装置的频率适应性功能不满足要求。6.根据权利要求3中所述的一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法，其特征在于：分别设定所述频率信号的频率为50.25Hz、50.45Hz，采用所述频率信号对所述无功补偿装置持续扰动120s；若所述无功补偿装置在接收持续扰动期间无法保持持续运行，则判定所述无功补偿装置的频率适应性功能不满足要求。7.根据权利要求3中所述的一种光伏电站无功补偿装置频率适应性测试方法，其特征在于：设定所述频率信号的频率为50.55Hz，采用所述频率信号对所述无功补偿装置持续扰动5s；
若所述无功补偿装置无法立即停止运行，则判定所述无功补偿装置的频率适应性功能不满足要求。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，李铁成，曾四鸣，范辉，李泉，梁纪峰，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：