一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测试装置，所述装置包括开关柜、限流电抗器和电力电子无功补偿装置SVG；所述限流电抗器经所述开关柜与所述进线母线连接；所述电力电子无功补偿装置SVG经所述开关柜与所述出线母线连接；所述装置通过所述电力电子无功补偿装置SVG发出容性无功电流流经所述限流电抗器后形成压降抬升测试点电压，模拟电网中的高电压故障，以对被测设备进行高电压穿越故障测试。本实用新型专利技术首次使用有源受控的动态无功补偿装置替代电容器产生无功电流流经无源电抗来模拟电网中的高电压故障。经无源电抗来模拟电网中的高电压故障。经无源电抗来模拟电网中的高电压故障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测试装置


[0001]本技术涉及新能源并网发电领域，具体涉及一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测试装置。

技术介绍

[0002]近十年来，新能源发电产业发展迅猛，包括风电和光伏的新能源装机容量在电网中的占比逐年提高，新能源已成为电力系统中不可忽视的重要电源。多数新能源机组均为并网型机组，并网端口电压主要由电网决定，新能源机组控制输出电流来实现发电控制，电网电压幅值和频率的稳定性对于机组的稳定运行极为重要，但电网的网架结构极为复杂，并网设备也多种多样，电网中发生各类故障的风险和可能性日益增加。受标准影响和推动，多数新能源机组和电站均已具备低电压穿越耐受能力，当电网发生瞬时短路故障时，电压瞬时跌落，在故障清除后，可能由于电网中的大量的无功补偿装置退出不及时，导致在电网电压恢复后反而会电压升高，即高电压工况；此外直流特高压换流站闭锁失败也会造成线路上大量的无功过剩，亦会造成高电压工况。
[0003]近年来发生的几起新能源脱网事故，充分表明了电网电压故障对于新能源机组和场站的安全稳定运行影响极大，如相关新能源机组和场站不具备低电压穿越和高电压穿越能力，如2012年某风电场发生三相短路故障，部分具备低电压穿越能力的风电机组成功“低电压穿越”，而在电网电压恢复时，电站中的无功补偿装置未能及时调节或切除，造成局部无功过剩，进而出现电站端口过电压故障，使得大量成功“低电压穿越”的机组未能“高电压穿越”，高电压故障导致脱网的机组甚至超过了低电压故障期间脱网的机组数量。光伏发电站也存在类似的风险，因此新能源机组的高电压穿越能力极为重要。
[0004]当前主流的高电压穿越测试装置可分为有源型和无源型，有源型装置多为电力电子交流电源，通过控制便可改变输出电压幅值和频率，该装置回路拓扑和控制策略繁多，不同的装置性能差异较大，与被测设备联合运行时极易出现匹配谐振问题，且测试时装置模拟的电网故障特性与实际工况差异较大，难以保证测试的一致性；无源型装置多使用感容谐振升压原理，该方案可真实模拟高电压穿越故障期间电网特性，测试的一致性和可复现性较好，但多数装置均需要设计多个电感和电容参数来实现多个升压档位，回路较为复杂，且难以实现连续可调的升压档位，且被测设备在故障期间的输出功率特性对测试工况影响极大，实际升压档位的偏差可达
±
10％。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术方案结构复杂、性能误差较大的不足，本技术提供一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测试装置，所述装置包括：开关柜、限流电抗器和电力电子无功补偿装置SVG；
[0006]所述开关柜包括进线部分和出线部分，所述进线部分经进线母线接至电网，所述出线部分经出线母线接至被测设备；
[0007]所述限流电抗器经所述进线部分与所述进线母线连接；所述电力电子无功补偿装置SVG经所述出线部分与所述出线母线连接；
[0008]所述电力电子无功补偿装置SVG发出的容性无功电流流经所述限流电抗器后形成压降抬升测试点电压，模拟电网中的高电压故障，以对被测设备进行高电压穿越故障测试。
[0009]优选的，所述进线部分包括进线开关柜、第一转接柜、第一PT柜、旁路开关柜；
[0010]所述出线部分包括第二转接柜、馈流开关柜、第二PT柜和出线开关柜；
[0011]所述进线母线经由所述进线开关柜接至电网，所述第一转接柜、第一PT柜和旁路开关柜接至所述进线母线；所述限流电抗器通过所述第一转接柜和所述旁路开关柜接至所述进线母线；
[0012]所述出线开关柜、第二转接柜、第二PT柜和馈流开关柜接至所述出线母线；所述电力电子无功补偿装置SVG通过所述馈流开关柜接至所述出线母线。
[0013]进一步的，所述第一PT柜和第二PT柜分别配置电压互感器，用于测量分别对应所述进线母线的和出线母线的电网接入端和被测设备接入端的电压；
[0014]所述进线开关柜、旁路开关柜、第二转接柜、馈流开关柜和出线开关柜上分别配置电流互感器，用于测量所述装置电网接入端、被测设备接入端、所述限流电抗器和电力电子无功补偿装置SVG的电流。
[0015]进一步的，所述进线开关柜、旁路开关柜、馈流开关柜和出线开关柜均采用机械式开关或电力电子阀组开关。
[0016]进一步的，所述限流电抗器采用干式空芯电抗器、干式铁芯电抗器、夹持式干式空芯电抗器、油浸空芯电抗器和油浸铁芯电抗器中的任意一种。
[0017]进一步的，所述电力电子无功补偿装置SVG采用电力电子静止无功发生器SVG。
[0018]进一步的，所述电压互感器采用电磁式电压互感器、电容式电压互感器或电阻式分压器中的任意一种；所述电流互感器采用电磁式电流互感器或霍尔电流传感器。
[0019]进一步的，所述进线开关柜、馈流开关柜和出线开关柜设有继电保护装置，在系统出现非计划异常过压、过流时启动回路保护。
[0020]优选的，所述限流电抗器和所述电力电子无功补偿装置SVG均安装有温度控制器，用于监测温度，并在温度大于设定阈值时启动散热控制。
[0021]优选的，所述开关柜配有回路运行状态位图，实时显示装置内各个开关的分合状态以及母线电压和电流参数。
[0022]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0023]本技术提供一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测试装置，所述装置包括：开关柜、限流电抗器和电力电子无功补偿装置SVG；所述开关柜包括进线部分和出线部分，所述进线部分经进线母线接至电网，所述出线部分经出线母线接至被测设备；所述限流电抗器经所述进线部分与所述进线母线连接；所述电力电子无功补偿装置SVG经所述出线部分与所述出线母线连接；所述电力电子无功补偿装置SVG发出的容性无功电流流经所述限流电抗器后形成压降抬升测试点电压，模拟电网中的高电压故障，以对被测设备进行高电压穿越故障测试。本技术首次使用有源受控的动态无功补偿装置替代电容器产生无功电流流经无源电抗来模拟电网中的高电压故障，与实际电网中发生高电压故障的机理完全一致，高电压故障期间的电压相角和电能质量特性完全贴近实际故障工况。
[0024]本技术提供的技术方案仅使用固定参数的限流电抗器和动态无功电流补偿装置即可生成连续的电压升高点和模拟对称和不对称故障工况，与现有方案相比大大减少功率回路元件的数量和功率回路的复杂程度，调整测试工况仅需对无功电流注入参数和注入方式进行调整，大大加快测试效率。
[0025]本技术提供的技术方案在高穿期间实时监测和调整流经限流电抗器的容性无功电流，可有效避免高电压穿越测试期间被测设备注入感性无功电流造成的测试点端电压下降现象，在整个高电压故障期间保持测试点端电压的稳定，测试结果更为真实可靠。
附图说明
[0026]图1为本技术的一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测试装置电气原理图；
[0027]图2为本技术实施例的一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态无功补偿原理的高电压穿越测试装置，其特征在于，所述装置包括：开关柜、限流电抗器和电力电子无功补偿装置SVG；所述开关柜包括进线部分和出线部分，所述进线部分经进线母线接至电网，所述出线部分经出线母线接至被测设备；所述限流电抗器经所述进线部分与所述进线母线连接；所述电力电子无功补偿装置SVG经所述出线部分与所述出线母线连接；所述电力电子无功补偿装置SVG发出的容性无功电流流经所述限流电抗器后形成压降抬升测试点电压，模拟电网中的高电压故障，以对被测设备进行高电压穿越故障测试。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进线部分包括进线开关柜、第一转接柜、第一PT柜、旁路开关柜；所述出线部分包括第二转接柜、馈流开关柜、第二PT柜和出线开关柜；所述进线母线经由所述进线开关柜接至电网，所述第一转接柜、第一PT柜和旁路开关柜接至所述进线母线；所述限流电抗器通过所述第一转接柜和所述旁路开关柜接至所述进线母线；所述出线开关柜、第二转接柜、第二PT柜和馈流开关柜接至所述出线母线；所述电力电子无功补偿装置SVG通过所述馈流开关柜接至所述出线母线。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一PT柜和第二PT柜分别配置电压互感器，用于测量分别对应所述进线母线的和出线母线的电网接入端和被测设备接入端的电压；所述进线开...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亮辉，秦筱迪，杨青斌，陈志磊，夏烈，郭重阳，周荣蓉，丁明昌，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：