电网适应性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电网适应性测试装置，设有可切换绕组的移相变压器，其一次端设有转接头，用于连接至少两种电压等级的输入端子；与所述移相变压器相连的级联式扰动发生器，由多个H桥功率单元级联，用于根据控制信号产生不同等级的扰动电压；输出滤波器，用于对所述级联式扰动发生器输出的交流电压信号进行滤波，得到预设频率的正弦波信号；输出升压变压器，采用可切换绕组输出，用于对所述正弦波信号升压至预设的电压等级；主控制器，用于产生控制指令并发送至所述级联式扰动发生器。该装置能够同时适用于风电机组和光伏逆变器的电网适应性测试，使用方便，节约资源。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电网测试
，尤其涉及一种电网适应性测试装置。
技术介绍
随着人类追求清洁能源步伐的不断加快，新能源发电得到了更广泛的发展，风电场以其集群风力发电机组的方式进行电力的输送，光伏电站也集中式接入电力系统，其在电力系统电源结构中占比也大幅增加，对电力系统的影响也越来越明显。但由于风电场、光伏电站的建设地点位于风光资源相对丰富、用电负荷相对较小的地区，该地区电网结构比较薄弱，再加上风电的随机性及波动性，光伏受云层的影响多变性，新能源汇集地区的频率波动、电压波动、谐波、闪变以及电网的三相不平衡时有发生，严重影响了风电机组、光伏逆变器的稳定运行，导致新能源系统存在很大的安全隐患。为了更好的提升新能源的安全稳定运行，相关标准要求风电机组、光伏逆变器具备电网适应性的功能，如：IEC 61400-21《Measurement and assessment of electrical characteristics–Part1-Wind turbines》及国家标准GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》、GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》对风电机组、光伏逆变器的电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压闪变与谐波均作出了明确要求；国家能源局《风电机组并网检测管理暂行办法》(国能新能[2010]433号文)，规定“电网适应性测试”为风电机组并网检测内容之一。通过对新能源汇集地区风电机组的事故统计，由于风电机组、光伏逆变器无法适应电网电压变化、频率波动、三相电压不平衡、闪变与谐波等电网扰动的影响，风电脱网事件时有发生，且呈现分布范围越来越广、影响范围越来越大、出现频率越来越高的特点。因此如何提升风电机组、光伏逆变器的电网适应性能力已经迫在眉睫。但由于风电机组、光伏逆变器单体的容量不断增加，如何在现场进行风电机组、光伏逆变器电网适应性的测试面临着无测试设备的困境，且现有的测试设备在风电机组和光伏逆变器之间不通用，安装使用复杂不便。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种电网适应性测试装置，该装置能够同时应用于风电机组和光伏逆变器的电网适应性测试，使用方便，节约资源。为达到上述目的，本技术实施例提出的电网适应性测试装置，包括设有可切换绕组的移相变压器，所述移相变压器的一次端设有转接头，用于连接至少两种电压等级的输入端子；与所述移相变压器相连的级联式扰动发生器，由多个H桥功率单元级联，用于根据控制信号产生不同等级的扰动电压；输出滤波器，用于对所述级联式扰动发生器输出的交流电压信号进行滤波，得到预设频率的正弦波信号；输出升压变压器，采用可切换绕组输出，用于对所述正弦波信号升压至预设的电压等级；主控制器，与所述级联式扰动发生器相连，用于产生控制指令并发送至所述级联式扰动发生器。进一步地，所述移相变压器的二次端采用角形接法，每一相包含六组二次绕组，每个二次绕组的相位角依次错位30度。进一步地，所述H桥功率单元由整流模块、直流滤波模块、逆变模块集成，其中，所述整流模块是采用IGBT模块组成的三相桥电路，用于将所述移相变压器输出的交流电压信号整流成直流电压信号；所述直流滤波模块，用于滤除所述直流电压信号中的交流分量，同时储存能量，为所述逆变模块提供稳定的电压；所述逆变模块是采用IGBT模块组成的单相桥电路，用于根据所述滤波后的直流电压信号输出单相交流电压信号。进一步地，所述多个H桥功率单元级联是六个H桥功率单元的单相交流电压信号输出级联，输出信号为三相交流波中的一相。进一步地，所述输出滤波器为LCL型滤波器。进一步地，所述装置还包括与所述移相变压器相连的输入保护器，包括输入断路器和综合保护器，用于控制所述电网适应性测试装置的通断电。进一步地，所述装置还包括高压输入端和高压输出端，用于通过高压电缆引入站场内的电力信号；其中，所述高压输入端与所述输入保护器相连，所述高压输出端与所述输出升压变压器相连。进一步地，所述输入保护器与所述主控制器相连，用于根据所述主控制器的控制 指令控制所述输入断路器的通断。进一步地，被测装置是风电机组或光伏逆变器。进一步地，所述装置还包括数据采集分析系统，用于采集所述装置的输出端所连风电机组或光伏逆变器的并网信息，并分析所述风电机组或光伏逆变器的运行状态。本技术实施例提出的电网适应性测试装置，可以同时应用在风电机组和光伏逆变器，在测试不同对象时，只需进行简单的现场改线即可进行测试，简化了现场安装操作步骤，并且设计的硬件电路可以更好的适应不同的接入对象，具备较强的鲁棒性；内部电路的设计在降低成本的同时保证了较高的性能。为让本技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一个实施例的电网适应性测试装置的结构示意图；图2是本技术一个实施例的移相变压器的一二次绕组的对应结构示意图；图3是本技术一个实施例的移相变压器的一相对应的六组二次绕组的绕制结构示意图；图4是本技术一个实施例的H桥功率单元的结构示意图；图5是本技术一个实施例的由多个H桥功率单元级联的扰动发生器的级联电路结构示意图；图6是本技术另一个实施例的电网适应性测试装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面参考附图描述本技术实施例的电网适应性测试装置。图1是本技术一个实施例的电网适应性测试装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：移相变压器10、级联式扰动发生器20、输出滤波器30、输出升压变压器40和主控制器50。具体地，设有可切换绕组的移相变压器10所述移相变压器的一次端设有转接头，用于连接至少两种电压等级的输入端子，以适应不同被测装置的电压等级。更具体地，移相变压器10的一二次绕组采用星形接法绕制，并通过独创的双绕组设计，在设计时根据现场风电机组、光伏逆变器特定的电压等级，可将移相变压器10设计成具有两种可切换绕组的变压器，根据风电机组高压侧电压等级35kV和光伏逆变器高压侧电压等级10kV，在移相变压器10的一次端设置一个转接头，在测试风电机组时，将转接头连接在35kV分接头端子上，在测试光伏逆变器时，将转接头连接在10kV分接头端子上，以保证二次输出的电压保持恒定。在本申请的一个实施例中，移相变压器10的二次端采用角形接法，每一相包含六组二次绕组，每个二次绕组的相位角依次错位30度，移相变压器二次端共包含18个二次绕组，一二次绕组的对应结构如图2和图3所示，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网适应性测试装置，其特征在于，包括：设有可切换绕组的移相变压器，所述移相变压器的一次端设有转接头，用于连接至少两种电压等级的输入端子；与所述移相变压器相连的级联式扰动发生器，由多个H桥功率单元级联，用于根据控制信号产生不同等级的扰动电压；输出滤波器，用于对所述级联式扰动发生器输出的交流电压信号进行滤波，得到预设频率的正弦波信号；输出升压变压器，采用可切换绕组输出，用于对所述正弦波信号升压至预设的电压等级；主控制器，与所述级联式扰动发生器相连，用于产生控制指令并发送至所述级联式扰动发生器。

【技术特征摘要】
1.一种电网适应性测试装置，其特征在于，包括：设有可切换绕组的移相变压器，所述移相变压器的一次端设有转接头，用于连接至少两种电压等级的输入端子；与所述移相变压器相连的级联式扰动发生器，由多个H桥功率单元级联，用于根据控制信号产生不同等级的扰动电压；输出滤波器，用于对所述级联式扰动发生器输出的交流电压信号进行滤波，得到预设频率的正弦波信号；输出升压变压器，采用可切换绕组输出，用于对所述正弦波信号升压至预设的电压等级；主控制器，与所述级联式扰动发生器相连，用于产生控制指令并发送至所述级联式扰动发生器。2.如权利要求1所述的电网适应性测试装置，其特征在于，所述移相变压器的二次端采用角形接法，每一相包含六组二次绕组，每个二次绕组的相位角依次错位30度。3.如权利要求1所述的电网适应性测试装置，其特征在于，所述H桥功率单元由整流模块、直流滤波模块、逆变模块集成，其中，所述整流模块是采用IGBT模块组成的三相桥电路，用于将所述移相变压器输出的交流电压信号整流成直流电压信号；所述直流滤波模块，用于滤除所述直流电压信号中的交流分量，同时储存能量，为所述逆变模块提供稳定的电压；所述逆变模块是采用IGBT模块组成的单相桥电路，用于根据所述滤波后的直流电压信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：白恺，刘京波，宋鹏，刘辉，吴宇辉，吴林林，柳玉，张扬帆，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国网冀北电力有限公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11