一种虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统，所述系统包括：各虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器、各仿真接口、各直流源仿真模型、多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型、变压器仿真模型和电网模拟装置。本发明专利技术提供的虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统解决了多台虚拟同步发电机受测试装置容量限制而无法开展测试的难题，并根据虚拟同步发电机的单机型式试验测试和单机硬件在环测试的测试结果间的偏差，调整多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型，保证了多机测试结果的准确性。保证了多机测试结果的准确性。保证了多机测试结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统


[0001]本专利技术属于新能源并网测试领域，具体涉及一种虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统。

技术介绍

[0002]由于传统光伏发电站惯性水平较低，大规模光伏接入电网的比例的增加，将会导致电力系统惯性水平下降，影响系统安全稳定运行。
[0003]虚拟同步技术能够改变光伏发电特性，使其具备与常规火电接近的外特性，对于应对未来光伏发电快速发展具有很好的应用前景和支撑作用。因此，为促进新能源的大规模开发与利用，虚拟同步发电机示范工程建设将会大规模展开。
[0004]然而，虚拟同步发电机规模化接入电网后可能对系统运行产生一系列重要影响，因此需要对其并网运行外特性，尤其是虚拟同步特性进行测试。目前，受测试装置容量限制，仅能对虚拟同步发电机单机或者发电单元开展并网性能测试，无法针对虚拟同步发电机多机并联运行时一次调频、调压等关键特性开展测试。因此，提供一种虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统很有必要。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统，根据虚拟同步发电机的单机型式试验测试和单机硬件在环测试的测试结果间的偏差，调整多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型；随后，根据调整后的多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型，建立半实物仿真的虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统。
[0006]本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：
[0007]一种虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统，其改进之处在于，所述系统包括：各虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器、各仿真接口、各直流源仿真模型、多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型、变压器仿真模型和电网模拟装置，在所述多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型和变压器仿真模型之间设置并网点；
[0008]所述各直流源仿真模型分别与多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型连接；
[0009]所述多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型均通过所述变压器仿真模型接入所述电网模拟装置；
[0010]所述各虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器分别通过各仿真接口与多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型连接，进行数字信号和模拟信号的交互。
[0011]优选的，所述系统还包括：
[0012]单机型式试验测试模块，用于将多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型中单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机接入预先建立的单机型式试
验测试系统中，并对单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机进行单机型式试验测试；
[0013]单机硬件在环测试模块，用于将多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型中单个虚拟同步发电机主电路仿真模型及其对应的控制器接入预先建立的单机硬件在环测试系统，并对单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器进行单机硬件在环测试；
[0014]调节模块，用于利用所述单机型式试验测试的测试结果和所述单机硬件在环测试的测试结果分别对所述多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型进行调节。
[0015]进一步的，所述预先建立的单机型式试验测试系统包括：依次连接的直流源、单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机、变压器和电网模拟装置；
[0016]其中，所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机和变压器之间设置并网点。
[0017]具体的，所述单机型式试验测试模块具体用于：
[0018]通过所述直流源控制所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机的输出功率保持在20％～30％额定功率的情况下，不断改变所述电网模拟装置的输出频率，每次输出频率的保持时间不少于30秒，获取所述并网点的电压和电流，并根据该电压和电流计算有功功率和无功功率；
[0019]通过所述直流源控制所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机的输出功率保持在70％～90％额定功率的情况下，不断改变所述电网模拟装置的输出频率，每次输出频率的保持时间不少于30秒，获取所述并网点的电压和电流，并根据该电压和电流计算有功功率和无功功率；
[0020]通过所述直流源控制所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机的输出功率保持在50％额定功率的情况下，不断改变所述电网模拟装置的输出电压，每次输出电压的保持时间不少于30秒，获取所述并网点的电压和电流，并根据该电压和电流计算有功功率和无功功率。
[0021]进一步的，所述预先建立的单机硬件在环测试系统包括：单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器、仿真接口、直流源仿真模型、单个虚拟同步发电机主电路仿真模型、变压器仿真模型和电网模拟装置；
[0022]所述直流源仿真模型、单个虚拟同步发电机主电路仿真模型、变压器仿真模型和电网模拟装置依次连接；
[0023]所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器通过仿真接口与单个虚拟同步发电机主电路仿真模型连接，进行数字信号和模拟信号的交互；
[0024]其中，所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型和变压器仿真模型之间设置并网点。
[0025]具体的，所述单机硬件在环测试模块具体用于：
[0026]通过所述直流源仿真模型控制所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型的输出功率保持在20％～30％额定功率的情况下，不断改变所述电网模拟装置的输出频率，每次输出频率的保持时间不少于30秒，获取所述并网点的电压和电流，并根据该电压和电流计算有功功率和无功功率；
[0027]通过所述直流源仿真模型控制所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型的输出
功率保持在70％～90％额定功率的情况下，不断改变所述电网模拟装置的输出频率，每次输出频率的保持时间不少于30秒，获取所述并网点的电压和电流，并根据该电压和电流计算有功功率和无功功率；
[0028]通过所述直流源仿真模型控制所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型的输出功率保持在50％额定功率的情况下，不断改变所述电网模拟装置的输出电压，每次输出电压的保持时间不少于30秒，获取所述并网点的电压和电流，并根据该电压和电流计算有功功率和无功功率。
[0029]具体的，所述调节模块具体用于：
[0030]若相同运行环境下所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机在预先建立的单机型式试验测试系统中的测试结果与所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器在预先建立的单机硬件在环测试系统的测试结果之间的偏差小于预设阈值，则不调节所述多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型，否则，调节所述多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型中的电感和电容，直至所述偏差小于预设阈值。
[0031]与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果体现在：
[0032]本专利技术基于单机硬件在环测试系统提供了一种虚拟同步发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟同步发电机多机并联运行的特性测试系统，其特征在于，所述系统包括：各虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器、各仿真接口、各直流源仿真模型、多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型、变压器仿真模型和电网模拟装置，在所述多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型和变压器仿真模型之间设置并网点；所述各直流源仿真模型分别与多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型连接；所述多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型均通过所述变压器仿真模型接入所述电网模拟装置；所述各虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器分别通过各仿真接口与多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型连接，进行数字信号和模拟信号的交互。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：单机型式试验测试模块，用于将多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型中单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机接入预先建立的单机型式试验测试系统中，并对单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机进行单机型式试验测试；单机硬件在环测试模块，用于将多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型中单个虚拟同步发电机主电路仿真模型及其对应的控制器接入预先建立的单机硬件在环测试系统，并对单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的控制器进行单机硬件在环测试；调节模块，用于利用所述单机型式试验测试的测试结果和所述单机硬件在环测试的测试结果分别对所述多机并联的各虚拟同步发电机主电路仿真模型进行调节。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预先建立的单机型式试验测试系统包括：依次连接的直流源、单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机、变压器和电网模拟装置；其中，所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机和变压器之间设置并网点。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述单机型式试验测试模块具体用于：通过所述直流源控制所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机的输出功率保持在20％～30％额定功率的情况下，不断改变所述电网模拟装置的输出频率，每次输出频率的保持时间不少于30秒，获取所述并网点的电压和电流，并根据该电压和电流计算有功功率和无功功率；通过所述直流源控制所述单个虚拟同步发电机主电路仿真模型对应的虚拟同步发电机的输出功率保持在70％～90％额定功率的情况下，不断改变所述电网模拟装置的输出频率，每次输出频率的保持时间不少于30秒，获取所述并网点的电压和电流，并根据该电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓琳，姚广秀，杨军，张节潭，董玮，杨立滨，刘美茵，周荣蓉，宋锐，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网青海省电力公司国网青海省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：