CN103176142A - 一种光伏电站并网适应性测试系统及其测试方法 - Google Patents

一种光伏电站并网适应性测试系统及其测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光伏发电系统测试领域，具体涉及一种光伏电站并网适应性测试系统及其测试方法。测试系统包括依次连接的光伏阵列、直流开关和光伏逆变器；所述光伏逆变器的电压采集端口与微机继电保护仪连接，用于将微机继电保护仪的电压信号输入到光伏逆变器中；示波器分别与光伏逆变器的电压采集端口和输出接触器连接，所述示波器同时监测微机继电保护仪的电压信号和光伏逆变器输出接触器的闭合或关断信号，通过示波器对记录波形的处理分析评判光伏逆变器的电网适应能力测试结果。本发明提供的测试系统及其测试方法不但实现起来简单、测试方便，而且测试精度较高。

Description

一种光伏电站并网适应性测试系统及其测试方法
技术领域
本发明涉及光伏发电系统测试领域，具体涉及一种光伏电站并网适应性测试系统及其测试方法。
背景技术
随着大规模光伏电站接入电网，为保障新能源并网安全稳定运行，国家出台了并网光伏逆变器和光伏电站电网适应能力技术标准。标准中规定当电网电压幅值或频率发生异常时，光伏逆变器应保持正常并网运行或在规定时间内断开电网停机运行。针对光伏逆变器该项性能测试，无论实验室内的型式试验或光伏电站的现场测试，国内外的通常做法是建立相应的电网扰动发生装置，该装置的额定容量通常为被测光伏逆变器或并网单元容量的3倍，该测试方法主体为用电力电子器件组成的变频器来模拟真实电网的电压或频率异常特性，从而实现相应的测试目的，建立该测试环境不仅成本昂贵、测试步骤繁杂，而且由于电网扰动发生装置本身的输出分辨率原因引起测试精度不高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种光伏电站并网适应性测试系统，另一目的是提供一种光伏电站并网适应性测试方法，本发明提供的测试系统及其测试方法不但实现起来简单、测试方便，而且测试精度较高。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种光伏电站并网适应性测试系统，其改进之处在于，所述测试系统包括依次连接的光伏阵列、直流开关和光伏逆变器；所述光伏逆变器的电压采集端口与微机继电保护仪连接，用于将微机继电保护仪的电压信号输入到光伏逆变器中；示波器分别与光伏逆变器的电压采集端口和输出接触器连接，所述示波器同时监测微机继电保护仪的电压信号和光伏逆变器输出接触器的闭合或关断信号。
优选的，所述光伏逆变器的输出接触器与升压变压器连接；所述升压变压器通过并网开关接入电网。
优选的，所述光伏阵列与并网断路器连接。
本发明基于另一目的提供的一种光伏电站并网适应性测试方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
（1）将光伏阵列并网断路器和光伏逆变器输入的直流开关保持在断开位置；
（2）将微机继电保护仪电压信号引入光伏逆变器的电压采集端口，采用示波器同时监测微机继电保护仪的电压信号和光伏逆变器输出接触器的闭合或关断信号；
（3）所述微机继电保护仪输出电压幅值和电压频率，并将电压幅值和电压频率输入到光伏逆变器中；
（4）根据测试项目，确定光伏逆变器输出接触器保持闭合或断开；
（5）采用示波器记录微机继电保护仪的触发信号和光伏逆变器输出接触器的动作信号；
（6）判断测试结果是否合格。
优选的，所述步骤（3）中，当光伏逆变器监测到额定的电压和频率信号时，光伏逆变器的输出接触器闭合，表示光伏逆变器并网正常运行。
优选的，所述步骤（4）中，根据测试项目，改变微机继电保护仪输出的电压幅值或电压频率，光伏逆变器监测到电压发生变化时，依据Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准要求确定光伏逆变器输出接触器保持闭合或断开。
优选的，所述步骤（5）中，采用示波器记录改变微机继电保护仪电压幅值或电压频率触发信号和光伏逆变器输出接触器的动作信号，用示波器光标查看两条信号阶跃点之间的时长，从而判断测试结果是否满足Q/GDW 617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准要求。
优选的，所述步骤（6）中，根据Q/GDW 617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准要求判断测试结果是否合格，若测试结果合格则输出测试结果并进行其他现场测试试验，否则，返回步骤（3）。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
本发明提供的光伏电站并网适应性测试系统及其测试方法：
1、实现环境简单，避免了建立电网扰动发生装置测试环境，从而减少测试成本投入。
2、测试过程方便，减少了测试设备与被测逆变器之间的一次接线，从而大大节约了测试周期和人工投入。
3、测试精度提高，电网扰动发生装置输出电压幅值稳定率一般为1%，电压频率稳定率为0.01Hz，而本发明中提出的微机继电保护仪输出的电压幅值和频率无偏差，因而避免了电网扰动发生装置本身的输出分辨率原因引起测试精度不高问题。
附图说明
图1是本发明提供的光伏电站并网适应性测试系统示意图；
图2是本发明提供的光伏电站并网适应性测试方法流程图；
图3是本发明提供的电网适应性测试结果波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明提供的光伏电站并网适应性测试系统示意图如图1所示，包括依次连接的光伏阵列、直流开关和光伏逆变器；所述光伏逆变器的电压采集端口与微机继电保护仪连接，用于将微机继电保护仪的电压信号输入到光伏逆变器中；示波器分别与光伏逆变器的电压采集端口和输出接触器连接，所述示波器同时监测微机继电保护仪的电压信号和光伏逆变器输出接触器的关断信号。光伏逆变器的输出接触器与升压变压器连接；所述升压变压器通过并网开关接入电网。
本发明采用微机继电保护测试仪为光伏并网逆变器测量端口提供模拟交流电压信号，交流信号可依据光伏逆变器类型分别设置电压幅值、频率和相数（三相或单相），光伏逆变器采集到额定的电压信号后输出交流电流，并且光伏逆变器的输出接触器合闸（光伏逆变器并网运行），随后依据标准测试要求改变模拟交流电压的幅值或频率，光伏逆变器相应的并网不间断运行（接触器继续保持在合闸状态）或接触器断开（光伏逆变器断开电网停机运行），测试过程利用测量仪器（示波器）记录继电保护测试仪的输出信号与光伏逆变器输出接触器的动作信号，最后通过对记录波形的处理分析评判光伏逆变器的电网适应能力测试结果。
实施例
本发明提供的光伏电站并网适应性测试方法流程如图2所示，具体包括下述步骤：
（1）现场开展光伏逆变器电网适应性测试时，将光伏阵列并网断路器和逆变器输入直流开关始终保持在断开位置，利用本发明开展此项试验不需要光伏逆变器并网发电。
（2）如图1所示，将微机继电保护仪电压信号引进光伏逆变器电压采集端口，用示波器同时监测保护仪电压出发信号和光伏逆变器输出接触器闭合或关断信号。
（3）上述准备工作完成后，按照图2检测流程开始进行试验，首先使微机继电保护仪输出光伏逆变器额定输出电压幅值与频率，光伏逆变器监测到额定电压与频率信号时输出接触器闭合，表示光伏逆变器并网正常运行。
（4）根据测试项目，改变微机继电保护仪输出电压幅值或电压频率，光伏逆变器监测到电压发生变化时，依据Q/GDW 617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准要求确定光伏逆变器的输出接触器相应的保持闭合或断开。
（5）整个测试过程用示波器记录微机继电保护仪和接触器动作信号，测试结果如图3所示，第一条信号表示改变微机继电保护仪电压幅值或频率触发信号，第二条信号表示光伏逆变器的输出接触器动作信号，用示波器光标查看两条信号阶跃点之间的时长，从而判断试验结果是否符合Q/GDW 617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准要求。
（6）依据标准要求Q/GDW 617-2011《光伏电站接入电网技术规定》判断测试结果是否合格，若合格进行其他试验项目，如不合格返回步骤（3）重复上述试验步骤。
Q/GDW 617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准中电网适应性技术要求如下表1和表2所示：
表1光伏电站在电网电压异常时的响应要求
Figure BDA00002858571100041
表2大中型光伏电站在电网频率异常时的运行时间要求
Figure BDA00002858571100042
本发明提供的光伏电站并网适应性测试系统及其测试方法，可以进行光伏逆变器电网适应性型式检测和光伏电站电网适应性现场检测，利用测试系统及其测试方法等同技术还可开展光伏逆变器和光伏电站其他检测项目，灵活方便。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种光伏电站并网适应性测试系统，其特征在于，所述测试系统包括依次连接的光伏阵列、直流开关和光伏逆变器；所述光伏逆变器的电压采集端口与微机继电保护仪连接，用于将微机继电保护仪的电压信号输入到光伏逆变器中；示波器分别与光伏逆变器的电压采集端口和输出接触器连接，所述示波器同时监测微机继电保护仪的电压信号和光伏逆变器输出接触器的闭合或关断信号。
2.如权利要求1所述的光伏电站并网适应性测试系统，其特征在于，所述光伏逆变器的输出接触器与升压变压器连接；所述升压变压器通过并网开关接入电网。
3.如权利要求1所述的光伏电站并网适应性测试系统，其特征在于，所述光伏阵列与并网断路器连接。
4.一种光伏电站并网适应性测试方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
（1）将光伏阵列并网断路器和光伏逆变器输入的直流开关保持在断开位置；
（2）将微机继电保护仪电压信号引入光伏逆变器的电压采集端口，采用示波器同时监测微机继电保护仪的电压信号和光伏逆变器输出接触器的闭合或关断信号；
（3）所述微机继电保护仪输出电压幅值和电压频率，并将电压幅值和电压频率输入到光伏逆变器中；
（4）根据测试项目，确定光伏逆变器输出接触器保持闭合或断开；
（5）采用示波器记录微机继电保护仪的触发信号和光伏逆变器输出接触器的动作信号；
（6）判断测试结果是否合格。
5.如权利要求4所述的光伏电站并网适应性测试方法，其特征在于，所述步骤（3）中，当光伏逆变器监测到额定的电压和频率信号时，光伏逆变器的输出接触器闭合，表示光伏逆变器并网正常运行。
6.如权利要求4所述的光伏电站并网适应性测试方法，其特征在于，所述步骤（4）中，根据测试项目，改变微机继电保护仪输出的电压幅值或电压频率，光伏逆变器监测到电压发生变化时，依据Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准要求确定光伏逆变器输出接触器保持闭合或断开。
7.如权利要求4所述的光伏电站并网适应性测试方法，其特征在于，所述步骤（5）中，采用示波器记录改变微机继电保护仪电压幅值或电压频率触发信号和光伏逆变器输出接触器的动作信号，用示波器光标查看两条信号阶跃点之间的时长，从而判断测试结果是否满足Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准要求。
8.如权利要求4所述的光伏电站并网适应性测试方法，其特征在于，所述步骤（6）中，根据Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》标准要求判断测试结果是否合格，若测试结果合格则输出测试结果并进行其他现场测试试验，否则，返回步骤（3）。
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