CN105445539A - 一种光伏发电站动态无功性能测试方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光伏发电站动态无功性能测试方法和系统，所述方法包括如下步骤：(1)通过电压波动模拟装置模拟电网电压波动；(2)将光伏电站并网总断路器保持在断开位置，将所述电压波动模拟装置连接在所述并网总断路器两侧，用功率分析仪监测所述光伏电站并网点的无功功率变化；(3)进行动态无功性能测试。所述系统包括功率分析仪、并网总断路器、主升压变压器和电压波动模拟装置；所述功率分析仪与所述并网总断路器和所述主升压变压器连接，所述并网总断路器与主升压变压器串联。本发明能够使得并网点电压变化范围广，测试环境不受限制，能够测试任何电压变化情况下的动态无功性能。

Description

一种光伏发电站动态无功性能测试方法和系统
技术领域
本发明涉及一种无功性能测试方法和系统，具体涉及一种光伏发电站动态无功性能测试方法和系统。
背景技术
光伏发电站动态无功性能是指光伏发电站并网点电压异常升高或者降低时，光伏发电站发出动态无功的响应时间和实际输出变化量。2012年，我国相继出台国标GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》和GB/T29321-2012《光伏发电站无功补偿技术规定》，要求通过35kV及以上电压等级并网，以及通过10kV电压等级与公共电网连接的新建、改建和扩建光伏发电站必须具备无功/电压调节的能力，实现对并网点电压的控制。其动态响应时间、调节速度和控制精度应满足电力系统电压调节的要求。
针对光伏发电站该项性能测试，国内外的通常做法是通过断开光伏电站某条或者某些集电线路，或者通过调整主变压器分接头，使并网点电压发生波动，从而实现对光伏发电站动态无功性能的测试。该测试方法所产生的并网点电压变化范围有限，电压幅值变化难以控制，不能准确模拟电网的电压波动，不能准确测试光伏发电站的动态无功性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种光伏发电站动态无功性能测试方法和系统。本发明能够使得并网点电压变化范围广，测试环境不受限制，能够测试任何电压变化情况下的动态无功性能。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一种光伏发电站动态无功性能测试方法，所述方法包括如下步骤：
(1)通过电压波动模拟装置模拟电网电压波动；
(2)将光伏电站并网总断路器保持在断开位置，将所述电压波动模拟装置连接在所述并网总断路器两侧，用功率分析仪监测所述光伏电站并网点的无功功率变化；
(3)进行动态无功性能测试。
优选的，所述步骤(3)包括如下步骤：
步骤3-1、使所述电压波动模拟装置输出的电压幅值与频率与公共连接点一致，所述光伏电站通过所述电压波动模拟装置并网运行；
步骤3-2、改变所述电压波动模拟装置输出的电压幅值，测试所述光伏电站动态无功跟随电压波动的无功响应性能；
步骤3-3、整个测试过程用所述功率分析仪记录并网点的电压幅值和输出无功电流，计算无功电流输出响应时间、无功电流注入持续时间和无功电流注入量；
优选的，所述步骤3-2包括如下步骤：
步骤3-2-1、闭合所述电压波动模拟装置中的输入断路器，被测光伏电站并网点通过与所述输入断路器连接；
步骤3-2-2、闭合所述电压波动模拟装置中的输出断路器，将被测光伏电站通过所述输出断路器连接至电网；
步骤3-2-3、所述电压波动模拟装置按照指令要求输出相应的电压跌波动曲线，检测光伏电站的动态无功性能。
优选的，所述步骤3-3中，所述无功电流输出响应时间tres的计算公式如下：
tres＝tr1-tr0
式中tr0为电压跌落开始时刻；tr1为电压跌落期间光伏电站无功电流注入首次大于无功电流注入参考值的90％的起始时刻；
所述无功电流注入持续时间tlast的计算公式如下：
tlast＝tr2-tr1
式中tr2为光伏发电站并网点电压恢复到90％额定值的时刻；
所述无功电流注入有效值Iq的计算公式如下：
I q = ∫ t r 1 t r 2 I q ( t ) d t t r 2 - t r 1
式中Iq(t)为电压跌落期间光伏电站无功电流函数。
优选的，一种光伏发电站动态无功性能测试系统，其特征在于，所述系统包括功率分析仪、并网总断路器、主升压变压器和电压波动模拟装置；所示并网总断路器和所述主升压变压器串联在公共连接点与光伏发电站之间，所述功率分析仪连接在所述并网总断路器和所述主升压变压器之间的连接线上。
优选的，所述电压波动模拟装置包括依次连接的输入断路器、降压变压器、功率单元、升压变压器和输出断路器，所述输入断路器与所述输出断路器分别连接至所述并网总断路器的两侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明使用电压波动模拟装置来模拟并网点的电压波动，以及功率分析仪监测并网点电压波动及无功功率变化，这种测试方法能够使得并网点电压变化范围广，测试环境不受限制，能够测试任何电压变化情况下的动态无功性能。
附图说明
图1是本发明光伏发电站动态无功性能测试方法流程图，
图2是本发明光伏发电站动态无功性能测试系统图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，为本发明提供的一种光伏发电站动态无功性能测试方法，包括如下步骤：
(1)准备工作。
现场开展光伏发电站动态无功性能测试时，通过电网电压波动模拟装置模拟电网电压波动，测试光伏电站动态无功响应能力，主要包括无功电流输出响应时间、无功电流注入持续时间和无功电流注入有效值等指标，计算公式如下：
无功电流输出响应时间tres：
tres＝tr1-tr0
式中tr0为电压跌落开始时刻；tr1为电压跌落期间光伏电站无功电流注入首次大于无功电流注入参考值的90％的起始时刻；
无功电流注入持续时间tlast：
tlast＝tr2-tr1
式中tr2为光伏发电站并网点电压恢复到90％额定值的时刻；
无功电流注入有效值Iq：
I q = ∫ t r 1 t r 2 I q ( t ) d t t r 2 - t r 1
式中Iq(t)为电压跌落期间光伏电站无功电流函数。
将光伏发电站并网总断路器保持在断开位置，将电网电压波动模拟装置连接在并网总断路器两侧，用功率分析仪监测光伏电站并网点的无功功率变化。
(2)使所述电压波动模拟装置输出的电压和频率与PCC点(pointofcommoncoupling，公共连接点)一致；
(3)光伏电站通过电压波动模拟装置并网运行；
(4)改变电压波动模拟装置输出电压幅值；
输入断路器和输出断路器分别接至并网总断路器两侧，并通过降压变压器和升压变压器与功率单元相连接。首先，闭合输入断路器，被测电站并网点通过输入断路器连接设备。然后，闭合输出断路器，将被测电站通过输出断路器连接至电网。装置按照指令要求输出相应的电压跌波动曲线，检测电站的动态无功性能，并通过功率分析仪监测并网点的电压和无功功率变化。
(5)通过功率分析仪检测光伏电站输出无功功率和电压变化。
如图2所示，一种光伏发电站动态无功性能测试系统，其特征在于，所述系统包括功率分析仪、并网总断路器、主升压变压器和电压波动模拟装置；所示并网总断路器和所述主升压变压器串联在公共连接点与光伏发电站之间，所述功率分析仪连接在所述并网总断路器和所述主升压变压器之间的连接线上。
所述电压波动模拟装置包括依次连接的输入断路器、降压变压器、功率单元、升压变压器和输出断路器，所述输入断路器与所述输出断路器分别连接至所述并网总断路器的两侧。
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 (6)

1.一种光伏发电站动态无功性能测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)通过电压波动模拟装置模拟电网电压波动；
(2)将光伏电站并网总断路器保持在断开位置，将所述电压波动模拟装置连接在所述并网总断路器两侧，用功率分析仪监测所述光伏电站并网点的无功功率变化；
(3)进行动态无功性能测试。
2.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下步骤：
步骤3-1、使所述电压波动模拟装置输出的电压幅值与频率与公共连接点一致，所述光伏电站通过所述电压波动模拟装置并网运行；
步骤3-2、改变所述电压波动模拟装置输出的电压幅值，测试所述光伏电站动态无功跟随电压波动的无功响应性能；
步骤3-3、整个测试过程用所述功率分析仪记录并网点的电压幅值和输出无功电流，计算无功电流输出响应时间、无功电流注入持续时间和无功电流注入量。
3.根据权利要求2所述测试方法，其特征在于，所述步骤3-2包括如下步骤：
步骤3-2-1、闭合所述电压波动模拟装置中的输入断路器，被测光伏电站并网点通过与所述输入断路器连接；
步骤3-2-2、闭合所述电压波动模拟装置中的输出断路器，将被测光伏电站通过所述输出断路器连接至电网；
步骤3-2-3、所述电压波动模拟装置按照指令要求输出相应的电压跌波动曲线，检测光伏电站的动态无功性能。
4.根据权利要求2所述测试方法，其特征在于，所述步骤3-3中，
所述无功电流输出响应时间tres的计算公式如下：
tres＝tr1-tr0
式中tr0为电压跌落开始时刻；tr1为电压跌落期间光伏电站无功电流注入首次大于无功电流注入参考值的90％的起始时刻；
所述无功电流注入持续时间tlast的计算公式如下：
tlast＝tr2-tr1
式中tr2为光伏发电站并网点电压恢复到90％额定值的时刻；
所述无功电流注入有效值Iq的计算公式如下：
I q = ∫ t r 1 t r 2 I q ( t ) d t t r 2 - t r 1
式中Iq(t)为电压跌落期间光伏电站无功电流函数。
5.一种光伏发电站动态无功性能测试系统，其特征在于，所述系统包括功率分析仪、并网总断路器、主升压变压器和电压波动模拟装置；所示并网总断路器和所述主升压变压器串联在公共连接点与光伏发电站之间，所述功率分析仪连接在所述并网总断路器和所述主升压变压器之间的连接线上。
6.根据权利要求5所述测试系统，其特征在于，所述电压波动模拟装置包括依次连接的输入断路器、降压变压器、功率单元、升压变压器和输出断路器，所述输入断路器与所述输出断路器分别连接至所述并网总断路器的两侧。
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