一种风光储互补电网测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种风光储互补电网测试系统，涉及新能源并网发电技术领域，用于评估风电、光伏并网，同时为孤岛系统内供电的可行性。该测试系统包括：直流母线；与直流母线连接的储能电站，通过柔性直流整流站与直流母线连接的风力发电站，通过光伏侧直流DC/DC变换器与直流母线连接的光伏电站；分别通过直流输电线与直流母线连接的常规直流逆变站和柔性直流逆变站，且常规直流逆变站和柔性直流逆变站并联，并均通过换流变压器与交流电网连接；通过负荷侧直流DC/DC变换器与直流母线连接的直流负荷，通过负荷侧交流DC/AC变换器与直流母线连接的交流母线，所述交流母线连接有相并联的交流负荷和交流无功补偿装置。

A test system for wind and wind storage complementary grid

The utility model discloses a test system for wind and solar energy storage complementary grid, which involves the technical field of new energy grid connected power generation, which is used to evaluate wind power, photovoltaic grid connection and the feasibility of power supply in isolated island system. The test system includes the DC bus, the power station connected with the DC bus, the wind power station connected to the DC bus by the flexible DC rectifier station, the photovoltaic power station connected by the DC DC/DC converter and the DC bus, and the conventional DC inverter station and the flexible DC bus connected to the direct current bus. A DC inverter station, parallel to a conventional DC inverter station and a flexible DC inverter station, is connected by a converter transformer to an AC power grid; through a DC load connected to a DC bus with a load side DC DC/DC converter, the AC busbar connected by a load side AC DC/AC converter and a DC bus is connected to the AC bus connection. Parallel AC load and AC reactive power compensation device are connected.

【技术实现步骤摘要】
一种风光储互补电网测试系统
本技术涉及新能源并网发电
，尤其涉及一种风光储互补电网测试系统。
技术介绍
随着常规能源的日渐减少以及环境保护需要，利用风光储互补电网供电是电力系统的未来趋势之一。在风光储互补电网中，因太阳能光伏仅能白天发电，且受云雨天影响较大，风力发电成本低但受风速影响随机性大、供电可靠性差，储能元件相对稳定可靠，因此三者结合起来可实现昼夜发电。另外，随着直流输电技术的发展，以模块化多电平换流器为代表的柔性直流输电具有有功无功解耦控制的优点，可以应用于弱交流系统和海上风电送出，是未来直流输电的发展趋势。但是，由于风电、光伏的等效转动惯量远小于同容量的常规发电机组，同时直流换流站也是弱转动惯量系统，随着这些低惯量设备比例不断加大，风光储互补电网的电压调节能力有限，频率、电压耐受能力不足，在交流系统发生故障或负荷发生较大扰动情况下，存在电压、系统频率大幅波动，谐波含量增大，用户电能质量降低等问题，容易导致风电、光伏等装置脱网。针对上述问题，虽然目前业内对风电、光伏等新能源的交流并网开展了研究，但对风电、光伏利用柔性直流输电实现并网，同时为孤岛系统内供电少有研究，目前尚未提出一套测试系统来评估风电、光伏利用柔性直流输电实现并网，同时为孤岛系统内供电的可行性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种风光储互补电网测试系统，用于评估风电、光伏利用柔性直流输电实现并网，同时为孤岛系统内供电的可行性。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：本技术提供的风光储互补电网测试系统包括：风力发电站、光伏电站、储能电站、柔性直流整流站、光伏侧直流DC/DC变换器、直流母线、直流输电线、常规直流逆变站、柔性直流逆变站、换流变压器、交流电网、负荷侧直流DC/DC变换器、负荷侧交流DC/AC变换器、交流母线、交流无功补偿装置，其中，所述风力发电站通过所述柔性直流整流站与所述直流母线连接，所述光伏电站通过所述光伏侧直流DC/DC变换器与所述直流母线连接，所述储能电站与所述直流母线连接；所述常规直流逆变站和所述柔性直流逆变站并联，并均通过所述直流输电线与所述直流母线连接，均通过换流变压器与所述交流电网连接；所述直流负荷通过负荷侧直流DC/DC变换器与所述直流母线连接，所述交流母线通过负荷侧交流DC/AC变换器与直流母线连接，所述交流负荷和所述交流无功补偿装置并联在交流母线上。与现有技术相比，本技术提供的风光储互补电网测试系统具有如下有益效果：利用上述风光储互补电网测试系统，能够模拟风力发电和光伏发电的随机性和不稳定性，分析储能电站的充放电性能指标。如在PSCAD仿真软件中构建上述测试系统，通过在风机侧施加风速随机概率模型，在光伏侧施加光照强度概率模型，能够模拟风力发电和光伏发电的随机性和不稳定性。而且，在上述测试系统中，发电部分(风力发电站和伏电站所在侧)采用定有功功率控制，当风力较小或光照较弱时，风电和光伏发电有功总和较少，不能满足负荷需求，此时储能电站根据有功功率缺额提供紧急功率援助；当风力较大或光照较强时，风电和光伏发电有功总和大于负荷需求，此时储能电站根据有功功率盈余吸收多余电能，从而评估储能电站的充放电性能。另外，在风力发电和光伏发电的变化情况下，通过采集交流负荷的交流母线电压和电流，分析交流负荷的谐波和电能质量，研究交流无功补偿装置的性能指标。综上分析，利用上述风光储互补电网测试系统，由于能够模拟风力发电和光伏发电的随机性和不稳定性，以及能够评估储能电站的充放电性能和交流无功补偿装置的性能指标，因此，利用上述风光储互补电网测试系统能够评估风电、光伏利用柔性直流输电实现并网，同时为孤岛系统内供电的可行性，提高电力系统的可靠性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例提供的风光储互补电网测试系统的示意图。附图标记：1-风力发电站，2-光伏电站，3-储能电站，4-柔性直流整流站，5-光伏侧直流DC/DC变换器，6-直流母线，7-直流输电线，8-常规直流逆变站，9-柔性直流逆变站，10-换流变压器，11-交流电网，12-负荷侧直流DC/DC变换器，13-负荷侧交流DC/AC变换器，14-交流母线，15-交流无功补偿装置。具体实施方式为便于理解，下面结合说明书附图，对本技术实施例提供的风光储互补电网测试系统进行详细描述。请参阅图1，本技术实施例提供的风光储互补电网测试系统包括：风力发电站1、光伏电站2、储能电站3、柔性直流整流站4、光伏侧直流DC/DC变换器5、直流母线6、直流输电线7、常规直流逆变站8、柔性直流逆变站9、换流变压器10、交流电网11、负荷侧直流DC/DC变换器12、负荷侧交流DC/AC变换器13、交流母线14、交流无功补偿装置15，其中，风力发电站1通过柔性直流整流站4与直流母线6连接，用于将风能转换为电能。其通常由多台永磁同步风力发电机并联组成，例如由多台5MW永磁同步风力发电机并联组成。光伏电站2用于将太阳能转化为电能，其通过光伏侧直流DC/DC变换器5与直流母线6连接。风力发电站1和光伏电站2构成风光储互补电网测试系统的发电部分，用于完成风-电和光-电的转换，并对储能电站充电。储能电站3直接与直流母线6连接，储能电站3通常由多节蓄电池组成。在本实施例中，发电部分(风力发电站和伏电站所在侧)采用定有功功率控制，当风力较小或光照较弱时，风电和光伏发电有功总和较少，不能满足负荷需求，此时储能电站3根据有功功率缺额提供紧急功率援助；当风力较大或光照较强时，风电和光伏发电有功总和大于负荷需求，此时储能电站6根据有功功率盈余吸收多余电能。常规直流逆变站8和柔性直流逆变站9并联，且常规直流逆变站8的一端通过直流输电线7与直流母线6连接，常规直流逆变站8的另一端通过换流变压器10与交流电网11连接；柔性直流逆变站9的一端通过直流输电线7与直流母线6连接，柔性直流逆变站9的另一端通过换流变压器10与交流电网11连接。即常规直流逆变站8和柔性直流逆变站9均通过直流输电线7与直流母线6连接，且均通过换流变压器10与交流电网11连接。直流负荷通过负荷侧直流DC/DC变换器12与直流母线6连接，交流负荷和交流无功补偿装置15并联在交流母线14上，交流母线14通过负荷侧交流DC/AC变换器13与直流母线6连接。利用上述风光储互补电网测试系统，能够模拟风力发电和光伏发电的随机性和不稳定性，分析储能电站的充放电性能指标。具体地，如在PSCAD仿真软件中构建上述测试系统，通过在风机侧施加风速随机概率模型，在光伏侧施加光照强度概率模型，能够模拟风力发电和光伏发电的随机性和不稳定性。而且，发电部分(风力发电站和伏电站所在侧)采用定有功功率控制，当风力较小或光照较弱时，风电和光伏发电有功总和较少，不能满足负荷需求，此时储能电站根据有功功率缺额提供紧急功率援助；当风力较大或光照较强时，风电和光伏发电有功总和大于负荷需求，此时储能电站根据有功功率盈余吸收多余电能，从而评估储能电站的充放电性能。此外，在风力发电和光伏发电的变化情况下，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光储互补电网测试系统，其特征在于，包括：风力发电站、光伏电站、储能电站、柔性直流整流站、光伏侧直流DC/DC变换器、直流母线、直流输电线、常规直流逆变站、柔性直流逆变站、换流变压器、交流电网、负荷侧直流DC/DC变换器、负荷侧交流DC/AC变换器、交流母线、交流无功补偿装置，其中，所述风力发电站通过所述柔性直流整流站与所述直流母线连接，所述光伏电站通过所述光伏侧直流DC/DC变换器与所述直流母线连接，所述储能电站与所述直流母线连接；所述常规直流逆变站和所述柔性直流逆变站并联，并均通过所述直流输电线与所述直流母线连接，均通过换流变压器与所述交流电网连接；所述直流负荷通过负荷侧直流DC/DC变换器与所述直流母线连接，所述交流母线通过负荷侧交流DC/AC变换器与直流母线连接，所述交流负荷和所述交流无功补偿装置并联在所述交流母线上。

【技术特征摘要】
1.一种风光储互补电网测试系统，其特征在于，包括：风力发电站、光伏电站、储能电站、柔性直流整流站、光伏侧直流DC/DC变换器、直流母线、直流输电线、常规直流逆变站、柔性直流逆变站、换流变压器、交流电网、负荷侧直流DC/DC变换器、负荷侧交流DC/AC变换器、交流母线、交流无功补偿装置，其中，所述风力发电站通过所述柔性直流整流站与所述直流母线连接，所述光伏电站通过所述光伏侧直流DC/DC变换器与所述直流母线连接，所述储能电站与所述直流母线连接；所述常规直流逆变站和所述柔性直流逆变站并联，并均通过所述直流输电线与所述直流母线连接，均通过换流变压器与所述交流电网连接；所述直流负荷通过负荷侧直流DC/DC变换器与所述直流母线连接，所述交流母线通过负荷侧交流DC/AC变换器与直流母线连接，所述交流负荷和所述交流无功补偿装置并联在所述交流母线上。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东启，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广东,44