光伏发电单元的低电压穿越仿真测试系统及测试方法技术方案

本申请提供了一种光伏发电单元的低电压穿越仿真测试系统及测试方法。该测试系统包括仿真装置，用于构建光伏发电单元的模拟模型，并根据模拟模型生成第一运行信息，模拟模型包括逻辑模型和仿真模型；控制装置，与仿真装置电连接，用于接收控制指令，并从仿真装置获取第一运行信息，根据第一运行信息和控制指令生成当前控制信号，以及将当前控制信号发送至仿真装置中；仿真装置还用于根据当前控制信号，调整第一运行信息，得到当前运行信息。采用了本申请的上述技术方案，解决了现有技术中由于仿真步长较大导致的测试结果准确性低的问题。仿真步长较大导致的测试结果准确性低的问题。仿真步长较大导致的测试结果准确性低的问题。

【技术实现步骤摘要】
光伏发电单元的低电压穿越仿真测试系统及测试方法


[0001]本申请涉及电力系统仿真
，具体而言，涉及一种光伏发电单元的低电压穿越仿真测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]由于光伏发电作为一种间歇式电源，因此在将大规模的光伏发电站接入电力系统的情况下，会对电力系统的安全稳定性带来一系列的重大影响，示例性地，由于太阳光照强度的随机变化，会导致光伏发电的功率随机变化，进而会导致电力系统故障过程的短路电流特性、有功无功变化特性、稳态无功功率控制特性及大规模光伏接入电力系统后替换原有常规电源电力系统暂态、动态、中长期稳定的影响等。因此，对电力系统进行分析是必不可少的，其中，电力系统仿真技术是电力系统分析的重要手段，而光伏发电单元作为大规模光伏并网系统的基础组成单元，其运行特性直接影响着光伏电站的安全稳定运行，且光伏发电单元低电压穿越特性作为光伏发电单元的关键运行性能，从而必须对光伏发电的光伏发电单元进行准确可靠的测试评估，以实现分析电力系统的目的。
[0003]现有技术中对光伏发电单元进行低穿越测试时，通常采用现场实测方式，或离线仿真方式，或硬件在环测试方式等。然而，对于上述现场实测方式而言，该方式虽然能获取准确的测试数据，但受现场作业规范和天气影响，测试效率低，且由于直接对现场一次设备进行测试，需要用到测试车等设备，不仅容易造成现场设备损坏、安全性低，而且测试成本昂贵；对于上述离线仿真方式而言，该方式将光伏发电单元一次系统和控制器均搭建在仿真环境中，测试效率较高，测试成本低，不存在设备损坏和安全风险，但由于离线仿真在搭建控制模型时，难以做到与现场控制系统完全保持一致，对光伏发电单元的运行特性影响较大，测试结果的准确性存疑。
[0004]以及对于上述硬件在环测试方式而言，该方式将光伏发电单元一次系统搭建在仿真环境中，控制部分采用实际的控制器，控制器与仿真系统之间通过IO板卡进行通讯，该方式测试效率较高，测试成本低，不存在设备损坏和安全风险，且由于采用了实际控制器，完好的保留了现场控制策略，但由于目前的硬件在环测试方式，光伏发电单元一次系统的仿真步长在3us左右，对于光伏逆变器的高开关频率(10kHz至100kHz)已经难以满足，一次系统仿真存在谐波含量高、损耗大的缺点，对测试结果的准确性造成了影响。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种光伏发电单元的低电压穿越仿真测试系统及测试方法，以至少解决现有技术中由于仿真步长导致的测试结果不准确的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种光伏发电单元的低电压穿越仿真测试系统，包括：仿真装置，用于构建光伏发电单元的模拟模型，并根据模拟模型生成第一运行信息，模拟模型包括逻辑模型和仿真模型；控制装置，与仿真装置电连接，用于接收控制指令，并从仿真装置获取第一运行信息，根据第一运行信息和控制指令生成当
前控制信号，以及将当前控制信号发送至仿真装置中；仿真装置还用于根据当前控制信号，调整第一运行信息，得到当前运行信息。
[0007]进一步地，仿真装置用于构建：中央处理器模型，用于构建逻辑模型，并根据第一控制信号和逻辑模型生成模拟参数；现场可编程逻辑门阵列模型，与中央处理器模型通信连接，用于构建仿真模型，并根据模拟参数生成第一运行信息。
[0008]进一步地，逻辑模型至少包括：光伏阵列模拟模型，具有输出特性函数，光伏阵列模拟模型用于根据第一控制信号和输出特性函数生成模拟参数中的输出特性参数，输出特性函数包括光伏特性函数；电网模拟模型，具有电网特性函数，电网模拟模型用于根据第一控制信号和电网特性函数生成模拟参数中的电网特性参数，电网特性函数包括正常工况特性函数和低电压穿越工况特性函数。
[0009]进一步地，电网模拟模型还用于：构建低电压穿越工况的自动触发逻辑；在电网特性参数表征光伏发电单元的工况为低电压穿越工况的情况下，根据自动触发逻辑对光伏发电单元进行测试，得到测试数据。
[0010]进一步地，逻辑模型还包括：数据存储模型，用于记录测试数据；监控模型，用于监控测试数据。
[0011]进一步地，仿真模型至少包括：光伏逆变器模型，用于接收输出特性参数，并根据输出特性参数生成第二运行信息，第一运行信息包括第二运行信息；箱变模型，用于接收电网特性参数，并根据电网特性参数生成第三运行信息，第一运行信息包括第三运行信息。
[0012]进一步地，现场可编程逻辑门阵列模型包括：机械开关模型，与中央处理器模型和控制装置通信连接，用于根据第一控制信号生成开关状态信息，并输出开关状态信息至控制装置。
[0013]进一步地，仿真装置还用于构建：PCIe数据总线，用于使中央处理器模型和现场可编程逻辑门阵列模型通信连接。
[0014]进一步地，低电压穿越仿真测试系统，还包括：数据采集卡，与仿真装置和控制装置通信连接，用于传输仿真装置和控制装置的交互信息，交互信息包括第一运行信息和当前控制信号。
[0015]为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，提供了一种基于如上述的光伏发电单元的低电压穿越仿真测试系统的测试方法，包括以下步骤：在光伏发电单元处于空载测试的情况下，下发第一控制信号至低电压穿越仿真测试系统的仿真装置，以使仿真装置根据第一控制信号输出空载运行信息，第一控制信号用于指示光伏发电单元处于低电压穿越工况，低电压穿越工况包括电网三相对称故障和电网三相不对称故障；判断空载运行信息是否符合预设条件，得到判断结果，在判断结果为符合的情况下，进行低电压穿越负载测试，预设条件至少包括标准工况下的空载测试允许跌落的最大电压幅值范围以及允许跌落的最大时间范围。
[0016]进一步地，进行低电压穿越负载测试，包括：确定光伏发电单元的电压跌落等级；获取空载运行信息，并根据空载运行信息下发第二控制指令至仿真装置，以使仿真装置根据第二控制指令生成第一故障运行信息，并记录第一故障运行信息。
[0017]进一步地，获取空载运行信息，并根据空载运行信息下发第二控制指令至仿真装置，包括：根据空载运行信息，确定低电压穿越工况的故障状态，故障状态包括以下之一：电
网三相对称故障和电网三相不对称故障；在故障状态为电网三相对称故障的情况下，根据电网三相对称故障下发第三控制指令至仿真装置，以使仿真装置根据第三控制指令生成电网三相对称故障运行信息，并记录电网三相对称故障运行信息，第一故障运行信息包括电网三相对称故障运行信息。
[0018]进一步地，获取空载运行信息，并根据空载运行信息下发第二控制指令至仿真装置，还包括：在故障状态为电网三相不对称故障的情况下，根据电网三相不对称故障下发第四控制指令至仿真装置，以使仿真装置根据第四控制指令生成电网三相不对称故障运行信息，并记录电网三相不对称故障运行信息，第一故障运行信息包括电网三相不对称故障运行信息。
[0019]应用本申请的技术方案，通过在低电压穿越仿真测试系统的仿真装置中既构建了逻辑模型，又构建了仿真模型，使得光伏发电单元的部分建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电单元的低电压穿越仿真测试系统，其特征在于，包括：仿真装置，用于构建所述光伏发电单元的模拟模型，并根据所述模拟模型生成第一运行信息，所述模拟模型包括逻辑模型和仿真模型；控制装置，与所述仿真装置电连接，用于接收控制指令，并从所述仿真装置获取所述第一运行信息，根据所述第一运行信息和所述控制指令生成当前控制信号，以及将所述当前控制信号发送至所述仿真装置中；所述仿真装置还用于根据所述当前控制信号，调整所述第一运行信息，得到当前运行信息。2.根据权利要求1所述的低电压穿越仿真测试系统，其特征在于，所述仿真装置用于构建：中央处理器模型，用于构建所述逻辑模型，并根据第一控制信号和所述逻辑模型生成模拟参数；现场可编程逻辑门阵列模型，与所述中央处理器模型通信连接，用于构建所述仿真模型，并根据所述模拟参数生成所述第一运行信息。3.根据权利要求2所述的低电压穿越仿真测试系统，其特征在于，所述逻辑模型至少包括：光伏阵列模拟模型，具有输出特性函数，所述光伏阵列模拟模型用于根据所述第一控制信号和所述输出特性函数生成所述模拟参数中的输出特性参数，所述输出特性函数包括光伏特性函数；电网模拟模型，具有电网特性函数，所述电网模拟模型用于根据所述第一控制信号和所述电网特性函数生成所述模拟参数中的电网特性参数，所述电网特性函数包括正常工况特性函数和低电压穿越工况特性函数。4.根据权利要求3所述的低电压穿越仿真测试系统，其特征在于，所述电网模拟模型还用于：构建低电压穿越工况的自动触发逻辑；在所述电网特性参数表征所述光伏发电单元的工况为所述低电压穿越工况的情况下，根据所述自动触发逻辑对所述光伏发电单元进行测试，得到测试数据。5.根据权利要求4所述的低电压穿越仿真测试系统，其特征在于，所述逻辑模型还包括：数据存储模型，用于记录所述测试数据；监控模型，用于监控所述测试数据。6.根据权利要求3所述的低电压穿越仿真测试系统，其特征在于，所述仿真模型至少包括：光伏逆变器模型，用于接收所述所述输出特性参数，并根据所述输出特性参数生成第二运行信息，所述第一运行信息包括所述第二运行信息；箱变模型，用于接收电网特性参数，并根据所述电网特性参数生成第三运行信息，所述第一运行信息包括所述第三运行信息。7.根据权利要求2至6中任一项所述的低电压穿越仿真测试系统，其特征在于，所述现场可编程逻辑门阵列模型包括：
机械开关模型，与所述中央处理器模型和所述控制装置通信连接，用于根据所述第一控制信号生成开关状态信息，并输出所述开关状态信息至所述控制装置。8.根据权利要求2至6中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏明章，奚鑫泽，郭琦，邢超，涂亮，马遵，黄立滨，李胜男，李书勇，许守东，朱益华，覃日升，郭海平，李俊鹏，胡云，戴云航，罗超，和鹏，曾冠铭，何鑫，卢远宏，邓灿，陈钦磊，孟贤，郭天宇，马红升，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：