本发明专利技术公开了一种柔性合环装置试验系统及试验方法，所述试验系统包括可调交流电源、第一固定交流电源、第二固定交流电源和被测柔性合环装置，其中所述柔性合环装置一端连接可调交流电源，另一端连接第一固定交流电源；所述可调交流电源包括多绕组变压器和3N个交直交功率模块；所述第一固定交流电源和第二固定交流电源为输出电压和输出频率均不可调节的交流电源，所述被测柔性合环装置连接在电源之间，通过调节装置输出电压改变电源之间潮流。本发明专利技术还提供了互联装置试验系统的试验方法。本发明专利技术提供的试验系统成本低，灵活性好，可靠性高。
1、随着配电网的发展，局部区域由于负荷增长超预期导致电网设备出现重载情况，且随着新能源比例的增加，“功率倒送”等问题逐步严重，目前传统电网新增布点等方法受限于线路廊道资源且投资较高，通过联络开关联络线路存在电磁环网的问题，因此需要通过柔性互联技术实现功率灵活调控、动态增容。需要提供新能源消纳的合理节点与路径。在大容量大功率电力电子变流
，多电平换流器利用模块化级联技术，可以实现柔性合环的方案。
2、柔性合环装置实现分区互联的功能，将两路电源通过电力电子设备连接起来；如何通过试验系统和试验方法来验证装置的功能和性能是装置能够工程应用的关键，主要的难点在于：两路电源的幅值和相角差是不同的，而通常在厂内不具备双电源的试验条件，即使具备双电源条件，厂内双电源的幅值和相角差是固定的，无法根据试验需求进行调节，达不到验证的效果；另一方面，为了验证装置的暂态性能，需要模拟电网存在故障的情况，即一次电源发生跌落时，考核装置电压电流的工况，而真实的电网难以模拟跌落的情况。现有技术中并没有合适的解决方案来满足上述试验要求。总体来说，现有技术缺乏一种使试验系统能够完整复现设备真实工况的低成本试验方案。
>3、一方面，本专利技术公开了一种柔性合环装置试验系统，所述试验系统包括可调交流电源、第一固定交流电源、第二固定交流电源和被测柔性合环装置，其中所述柔性合环装置一端连接可调交流电源，另一端连接第一固定交流电源；所述可调交流电源包括多绕组变压器和3n个交直交功率模块，所述n为大于等于1的整数，所述可调交流电源的多绕组变压器的原边连接第二固定交流电源，多绕组变压器包含3n个副边绕组，与交直交功率模块的输入端一一对应连接，3n个交直交功率模块的输出端分三相级联，每相由n个模块构成换流链，三相换流链一端连接构成公共端，另一端连接电抗器后引出作为可调电源的输出端；所述第一固定交流电源和第二固定交流电源为输出电压和输出频率均不可调节的交流电源，所述被测柔性合环装置连接在电源之间，通过调节装置输出电压改变两侧电源之间潮流。4、进一步优选地，
5、所述交直交功率模块包括整流单元、逆变单元和直流电容，所述整流单元的输入端作为交直交功率模块的输入端连接多绕组变压器的副边绕组，输出端连接直流电容，逆变单元的输入端连接直流电容，输出端作为交直交功率模块的输出端。
6、进一步优选地，
7、所述整流单元为由6组功率半导体器件构成的三相半桥整流电路或由4组功率半导体器件构成的全桥整流电路；所述逆变单元为由4组功率半导体器件构成的全桥电路。
8、进一步优选地，
9、每一逆变单元输出端并联设置旁路开关。
10、进一步优选地，
11、所述被测柔性合环装置为由功率半导体器件构成的串并联型柔性合环装置或背靠背型柔性合环装置，所述串并联型柔性合环装置包括串联部分和并联部分，所述串联部分为h桥级联构成的换流链，并联部分为串联部分供能；所述背靠背型柔性合环装置包括两个交直变换器，所述交直变换器的直流侧连接在一起，交流侧分别连接交流电源。
12、进一步优选地，
13、所述可调交流电源与被测柔性合环装置之间和/或第一固定交流电源与被测柔性合环装置之间还串联开关。
14、进一步优选地，
15、所述可调交流电源还包括控制单元和采样单元，所述采样单元检测第一固定交流电源输出交流电压，并将交流电压采样值送入控制单元，所述控制单元根据第一固定交流电源输出交流电压的幅值、频率和相位，设定可调交流电源输出交流电压的指令值。
16、另一方面，本专利技术还公开了一种基于前述柔性合环装置试验系统的试验方法，所述试验方法中包含启动方法，启动方法包括如下步骤：
17、步骤1：所述第一固定交流电源启动；
18、步骤2：所述第二固定交流电源启动；
19、步骤3：所述可调交流电源的交直交功率模块中的直流电容充电；
20、步骤4：所述可调交流电源的交直交功率模块中的整流单元启动，调节直流电容电压稳定；
21、步骤5：所述可调交流电源的交直交功率模块中的逆变单元启动，可调交流电源根据输出交流电压的指令值输出交流电压；
22、步骤6：所述被测柔性合环装置启动，调节第一固定交流电源和可调交流电源之间的电流。
23、本专利技术还公开了一种基于前述柔性合环装置试验系统的试验方法，所述试验方法中包含电网适应能力测试方法，电网适应能力测试方法包括如下步骤：
24、步骤1：所述柔性合环装置试验系统中的第一固定交流电源和可调交流电源完成启动；
25、步骤2：被测柔性合环装置启动，控制输出电流为零；
26、步骤3：可调交流电源的控制单元根据第一固定交流电源输出交流电压的幅值u1和相位θ1以及加在被测柔性合环装置两端的电压幅值差设定值δu和相角差设定值δθ计算可调交流电源输出交流电压的幅值给定值u2和相位给定值θ2；计算公式为：
27、u2＝u1–δu；
28、θ2＝θ1–δθ；
29、根据计算获得的交流电压的幅值给定值u2和相位给定值θ2输出交流电压；
30、步骤4：被测柔性合环装置检测到电压差和相角差后，调整自身输出电压，调节第一固定交流电源和可调交流电源之间的电流稳定。
31、本专利技术还公开了一种基于前述柔性合环装置试验系统的试验方法，其特征在于：所述试验方法中还包含电流阻断试验方法，包括如下步骤：
32、步骤1：所述柔性合环装置试验系统中的第一固定交流电源和可调交流电源完成启动；
33、步骤2：被测柔性合环装置启动，控制输出电流先为零，逐渐调节到额定值；
34、步骤3：调节可调交流电源的输出电压，使输出电压迅速下降，下降到额定值的0％-90％；
35、步骤4：第一固定交流电源和可调交流电源的电压差施加在被测柔性合环装置，造成电流迅速上升；
36、步骤5：被测柔性合环装置中的功率半导体器件迅速闭锁，对电流形成阻断，检测电流的下降时间。
37、本专利技术所述一种柔性合环装置试验系统以及试验方法与现有技术相比，具有以下技术效果：
38、1)本专利技术提出的系统设计了固定电源和可调电源，可调电源采用了高压变频技术方案，输入侧连接固定电源，采用多绕组变压器隔离后连接多个交直交功率模块，交直交功率模块输出侧级联，通过控制功率半导体掐尖，使输出电压的幅值、相位和频率均可以调节，可调电源和固定电源输出电压差施加在被测柔性合环装置两端，可以完全模拟两路电网电源的各本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性合环装置试验系统，其特征在于，所述试验系统包括可调交流电源、第一固定交流电源、第二固定交流电源和被测柔性合环装置，其中所述柔性合环装置一端连接可调交流电源，另一端连接第一固定交流电源；所述可调交流电源包括多绕组变压器和3N个交直交功率模块，所述N为大于等于1的整数，所述可调交流电源的多绕组变压器的原边连接第二固定交流电源，多绕组变压器包含3N个副边绕组，与交直交功率模块的输入端一一对应连接，3N个交直交功率模块的输出端分三相级联，每相由N个模块构成换流链，三相换流链一端连接构成公共端，另一端连接电抗器后引出作为可调电源的输出端；所述第一固定交流电源和第二固定交流电源为输出电压和输出频率均不可调节的交流电源，所述被测柔性合环装置连接在电源之间，通过调节装置输出电压改变两侧电源之间潮流。
2.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：所述交直交功率模块包括整流单元、逆变单元和直流电容，所述整流单元的输入端作为交直交功率模块的输入端连接多绕组变压器的副边绕组，输出端连接直流电容，逆变单元的输入端连接直流电容，输出端作为交直交功率模块的输出端。p>
3.根据权利要求2所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：所述整流单元为由6组功率半导体器件构成的三相半桥整流电路或由4组功率半导体器件构成的全桥整流电路；所述逆变单元为由4组功率半导体器件构成的全桥电路。
4.根据权利要求2或3所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：每一逆变单元输出端并联设置旁路开关。
5.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：所述被测柔性合环装置为由功率半导体器件构成的串并联型柔性合环装置或背靠背型柔性合环装置，所述串并联型柔性合环装置包括串联部分和并联部分，所述串联部分为H桥级联构成的换流链，并联部分为串联部分供能；所述背靠背型柔性合环装置包括两个交直变换器，所述交直变换器的直流侧连接在一起，交流侧分别连接交流电源。
6.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：所述可调交流电源与被测柔性合环装置之间和/或第一固定交流电源与被测柔性合环装置之间还串联开关。
7.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：所述可调交流电源还包括控制单元和采样单元，所述采样单元检测第一固定交流电源输出交流电压，并将交流电压采样值送入控制单元，所述控制单元根据第一固定交流电源输出交流电压的幅值、频率和相位，设定可调交流电源输出交流电压的指令值。
8.一种基于权利要求1-7任意一项所述柔性合环装置试验系统的试验方法，其特征在于：所述试验方法中包含启动方法，启动方法包括如下步骤：
9.一种基于权利要求1-7任意一项所述柔性合环装置试验系统的试验方法，其特征在于：所述试验方法中包含电网适应能力测试方法，电网适应能力测试方法包括如下步骤：
10.一种基于权利要求1-7任意一项所述柔性合环装置试验系统的试验方法，其特征在于：所述试验方法中还包含电流阻断试验方法，包括如下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种柔性合环装置试验系统，其特征在于，所述试验系统包括可调交流电源、第一固定交流电源、第二固定交流电源和被测柔性合环装置，其中所述柔性合环装置一端连接可调交流电源，另一端连接第一固定交流电源；所述可调交流电源包括多绕组变压器和3n个交直交功率模块，所述n为大于等于1的整数，所述可调交流电源的多绕组变压器的原边连接第二固定交流电源，多绕组变压器包含3n个副边绕组，与交直交功率模块的输入端一一对应连接，3n个交直交功率模块的输出端分三相级联，每相由n个模块构成换流链，三相换流链一端连接构成公共端，另一端连接电抗器后引出作为可调电源的输出端；所述第一固定交流电源和第二固定交流电源为输出电压和输出频率均不可调节的交流电源，所述被测柔性合环装置连接在电源之间，通过调节装置输出电压改变两侧电源之间潮流。
2.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：所述交直交功率模块包括整流单元、逆变单元和直流电容，所述整流单元的输入端作为交直交功率模块的输入端连接多绕组变压器的副边绕组，输出端连接直流电容，逆变单元的输入端连接直流电容，输出端作为交直交功率模块的输出端。
3.根据权利要求2所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：所述整流单元为由6组功率半导体器件构成的三相半桥整流电路或由4组功率半导体器件构成的全桥整流电路；所述逆变单元为由4组功率半导体器件构成的全桥电路。
4.根据权利要求2或3所述的一种柔性合环装置试验系统，其特征在于：每一逆变单元输出端并联设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，祁琦，姚宏洋，李汉杰，卢宇，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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