CN111579897A - 一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台 - Google Patents

一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台 Download PDF

Info

Publication number
CN111579897A
CN111579897A CN202010295044.7A CN202010295044A CN111579897A CN 111579897 A CN111579897 A CN 111579897A CN 202010295044 A CN202010295044 A CN 202010295044A CN 111579897 A CN111579897 A CN 111579897A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter
direct
current
direct current
power distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010295044.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111579897B (zh
Inventor
刘国伟
包维瀚
赵宇明
熊天龙
王静
边明松
艾精文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd filed Critical Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Priority to CN202010295044.7A priority Critical patent/CN111579897B/zh
Publication of CN111579897A publication Critical patent/CN111579897A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111579897B publication Critical patent/CN111579897B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/20—Measuring earth resistance; Measuring contact resistance, e.g. of earth connections, e.g. plates
    • G01R27/205—Measuring contact resistance of connections, e.g. of earth connections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，包括：AC/DC变换器；多功能接地装置，用于提供多种不同的接地方式；可编程电力电子负载，用于模拟直流充放电设备的充放电特性；光伏模拟器，用于模拟分布式电源的输出特性；储能模拟器，用于模拟储能电池的外特性；第三DC/DC变换器，输入端连接直流母线，输出端连接直流用电设备；集中控制系统，用于根据预设控制策略对所述配用电系统进行控制，并收集和处理所述配用电系统的运行参数，以及根据所述运行参数进行评价分析。该平台能够真实反映全直流楼宇的不同用电场景，通过对不同用电场景下相关参数的分析，可实现全直流楼宇配用电系统的研究，实现评价标准的制定。

Description

一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台。
背景技术
目前，国内外的直流配用电系统集成和示范项目还非常少，在2016年，德国亚琛大学建成了10kV中压直流配电系统示范工程，ABB公司在英国建成了33kV中压柔性直流互联。在我国，2018年浙江省电力公司在杭州大江东地区建立了±10kV中压直流配电1期示范工程，并正在开展2期示范工程建设；同年，珠海供电公司开展了±10kV/±375V中低压直流配用电工程。此外，江苏省电力公司和广东省电力公司也均在苏州和东莞建立中低压直流配用电工程。
总的来说，虽然已经建设了一些中低压直流配用电示范工程，也有一些直流配用电示范工程正在建设中，但是这些示范工程均缺少对不同应用场景的差异化需求分析。以全直流楼宇为例，对于全直流楼宇配用电系统性能的可靠性、效率的最优性、功能的集成化和标准化、用电的安全性以及电能质量等问题的研究，难以从已有的研究和工程实践中找到可复制性和可推广性的参考。
全直流楼宇是一种新兴的楼宇配电发展方向。目前对于该直流配用电系统尚无明确的设计与评价标准，因此亟需针对该直流配用电系统的可靠性、效率的最优性、功能的集成化和标准化、用电的安全性以及电能质量等问题进行研究并提出评估标准。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，该平台能够真实反映全直流楼宇的不同用电场景，通过对不同用电场景下相关参数的分析，可实现对全直流楼宇配用电系统可靠性、效率的最优性、功能的集成化和标准化、用电的安全性以及电能质量等性能指标的研究，实现评价标准的制定，同时还可进行直流设备的相关性能评价。
一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，包括：
AC/DC变换器，AC/DC变换器的输入端连接交流电网，AC/DC变换器的输出端连接直流母线，用于将交流电转换为直流电；
多功能接地装置，多功能接地装置的输入端连接直流母线，用于提供多种不同的接地方式；
可编程电力电子负载，可编程电力电子负载的输入端连接直流母线，用于模拟直流充放电设备的充放电特性；
光伏模拟器，光伏模拟器的输入端通过第一DC/DC变换器连接直流母线，用于模拟分布式电源的输出特性；
储能模拟器，储能模拟器的输入端通过第二DC/DC变换器连接直流母线，用于模拟储能电池的外特性；
第三DC/DC变换器，第三DC/DC变换器的输入端连接直流母线，第三DC/DC变换器的输出端连接直流用电设备；
集中控制系统，集中控制系统的输入端分别连接多功能接地装置、可编程电力电子负载、光伏模拟器、第一DC/DC变换器、储能模拟器、第二DC/DC变换器和第三DC/DC变换器，用于根据预设控制策略对配用电系统进行控制，并收集和处理配用电系统的运行参数，以及根据运行参数进行评价分析。
在其中一个实施例中，实验平台还包括：
多个直流断路器，多个直流断路器分别连接多功能接地装置、可编程电力电子负载、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器和直流用电设备的输入端、以及AC/DC变换器的输出端；
与多个直流断路器一一对应的多个剩余电流检测模块，且多个剩余电流检测模块设于相应直流断路器的后端，用于检测接地故障时的直流剩余电流，并根据直流剩余电流控制相应直流断路器断开。
在其中一个实施例中，多功能接地装置包括：绝缘监测模块，用于对直流母线的正极线和负极线的对地电阻进行检测，以监测高阻接地工况下的绝缘性。
在其中一个实施例中，实验平台还包括：电弧检测装置，电弧检测装置的输入端连接第三DC/DC变换器的输出端，用于检测直流用电设备的供电线路是否发生电弧故障。
在其中一个实施例中，实验平台还包括：多个线路阻抗模拟器，多个线路阻抗模拟器分别连接AC/DC变换器、第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器的输出端、以及第三DC/DC变换器的输入端，用于模拟直流线路。
在其中一个实施例中，实验平台还包括：与多个线路阻抗模拟器一一对应的多个故障模拟器，且每个线路阻抗模拟器上设有至少一个故障点，故障模拟器与至少一个故障点相连，用于模拟直流线路的故障。
在其中一个实施例中，实验平台还包括：能效检测装置，用于采集配用电系统的能耗，以根据能耗计算配用电系统的能效指标。
在其中一个实施例中，能效检测装置包括交流电能表和直流电能表。
在其中一个实施例中，实验平台还包括：多个电能质量分析仪，多个电能质量分析仪通过多个电能质量接口连接多功能接地装置、可编程电力电子负载、光伏模拟器、储能模拟器、第三DC/DC变换器和直流用电设备的输入端、以及AC/DC变换器的输出端，用于对配用电系统进行直流电能质量分析。
在其中一个实施例中，AC/DC变换器采用真双极接线，直流母线采用单母线辐射型接线。
上述用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，包括AC/DC变换器、多功能接地装置、可编程电力电子负载、光伏模拟器、储能模拟器、第三DC/DC变换器和集中控制系统，AC/DC变换器的输入端连接交流电网，AC/DC变换器的输出端连接直流母线，用于将交流电转换为直流电；多功能接地装置的输入端连接直流母线，用于提供多种不同的接地方式；可编程电力电子负载的输入端连接直流母线，用于模拟直流充放电设备的充放电特性；光伏模拟器的输入端通过第一DC/DC变换器连接直流母线，用于模拟分布式电源的输出特性；储能模拟器的输入端通过第二DC/DC变换器连接直流母线，用于模拟储能电池的外特性；第三DC/DC变换器的输入端连接直流母线，第三DC/DC变换器的输出端连接直流用电设备；集中控制系统用于根据预设控制策略对配用电系统进行控制，并收集和处理配用电系统的运行参数，以及根据运行参数进行评价分析。该平台能够真实反映全直流楼宇的不同用电场景，通过对不同用电场景下相关参数的分析，可实现对全直流楼宇配用电系统可靠性、效率的最优性、功能的集成化和标准化、用电的安全性以及电能质量等性能指标的研究，实现评价标准的制定，同时还可进行直流设备的相关性能评价。
附图说明
图1为一个实施例中用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
图1为一个实施例中用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台的示意图，参考图1所示，该实验平台包括：AC/DC变换器10、多功能接地装置20、可编程电力电子负载30、光伏模拟器40、第一DC/DC变换器50、储能模拟器60、第二DC/DC变换器70、第三DC/DC变换器80和集中控制系统90。
具体地，AC/DC变换器10的输入端连接交流电网AC_BUS1，AC/DC变换器10的输出端连接直流母线DC_BUS2，用于将交流电转换为直流电，AC/DC变换器10采用真双极接线，直流母线DC_BUS2采用单母线辐射型接线。更为具体的，直流母线DC_BUS2的直流电压等级可采用±375V，AC/DC变换器10可采用高频隔离型AC/DC变换器，其相关参数为380VAC/±375VDC。
多功能接地装置20的输入端连接直流母线DC_BUS2，用于提供多种不同的接地方式，以研究不同接地方式下的故障切除以及不同接地电阻对人身安全的影响。例如，多功能接地装置20可提供TN和IT两种接地方式，并可实现两者之间的相互转换，更为具体的，参考图1所示，多功能接地装置20可包括接地电阻R和接地开关K，接地电阻R的一端连接直流母线DC_BUS2，接地电阻R的另一端连接大地GND1，接地开关K并联连接接地电阻R，其中，当接地开关K处于闭合状态时，表示当前为TN接地方式；当接地开关K处于断开状态时，表示当前为IT接地方式。接地开关K可以采用机械开关，由人工进行接地方式的切换，也可以采用可控开关，由集中控制系统90进行接地方式的切换，优选地采用后者，以便集中控制系统90实现统一控制。
可编程电力电子负载30的输入端连接直流母线DC_BUS2，用于模拟直流充放电设备的充放电特性，例如，模拟车用直流充电桩和车用电池的放电、以及车载充电器和电力电子元件的性能，从而可以在不采购其它设备的条件下，保证配用电系统的可扩展性。更为具体的，可编程电力电子负载30可采用Chroma TC-62000E Series模拟器。
光伏模拟器40的输入端通过第一DC/DC变换器50连接直流母线DC_BUS2，用于模拟分布式电源的输出特性，例如，模拟真实太阳能光伏板在各种不同情况下的输出特性，以模拟分布式电源对配用电系统的影响。更为具体的，光伏模拟器40可采用Chroma TC-62000HSeries模拟器，第一DC/DC变换器50可采用RECO TECHNOLOGY JH-DC PV系列变换器。
储能模拟器60的输入端通过第二DC/DC变换器70连接直流母线DC_BUS2，用于模拟储能电池的外特性。例如，模拟不同种类、不同参数的储能电池的外特性，具体地，可针对铅酸电池、液流电池和锂离子电池几种常见的储能电池进行建模分析，根据各自的等效电路模型分别建立其输出电压、输出电流及SOC的关系式，然后通过储能模拟器60模拟铅酸电池、液流电池和锂离子电池的外特性。储能模拟器60可采用背靠背模式，整流器作为储能模拟器60，逆变器用来模拟各种负载。更为具体的，储能模拟器60可采用Chroma TC-17020型模拟器，第二DC/DC变换器70可采用RECO TECHNOLOGY JH-DC ES系列变换器。
第三DC/DC变换器80的输入端连接直流母线DC_BUS2，第三DC/DC变换器80的输出端连接直流用电设备，用于进行直流电间的转换，如进行375VDC/48VDC的直流电转换，以模拟家居供电场景，其中，直流用电设备可包括照明灯、厨房电器、电脑及插座等直流家电。
集中控制系统90的输入端分别连接多功能接地装置20、可编程电力电子负载30、光伏模拟器40、第一DC/DC变换器50、储能模拟器60、第二DC/DC变换器70和第三DC/DC变换器80，用于根据预设控制策略对配用电系统进行控制，并收集和处理配用电系统的运行参数，以及根据运行参数进行评价分析。
其中，预设控制策略可包括多个，通过制定多个不同的控制策略，实现不同用电场景下的评价分析，从而实现差异化需求分析，具体控制策略可根据实际实验目的进行制定。例如，可预先根据能效最优目的制定相应的能效最优控制策略，并将其预先存储至集中控制系统90中，在进行实验时，集中控制系统90根据该能效最优控制策略对上述器件进行控制，如控制各个换流器的启动与停止、工作模式的下发等，同时收集和处理配用电系统的相关数据，并进行评价分析，如收集和处理各个换流器的运行参数并进行评价分析。当然，在实验过程中，也可以通过集中控制系统90制定或更改配用电系统的控制策略，以便于能够根据实际实验需求进行及时调整。
本实施例中，实验平台能够真实反映全直流楼宇的不同用电场景，通过对不同用电场景下相关参数的分析，可实现对全直流楼宇配用电系统可靠性、效率的最优性、功能的集成化和标准化、用电的安全性以及电能质量等性能指标的研究，实现评价标准的制定，同时还可进行直流设备的相关性能评价。
在一个实施例中，上述的实验平台还包括：多个直流断路器和与多个直流断路器一一对应的多个剩余电流检测模块，多个直流断路器分别连接多功能接地装置20、可编程电力电子负载30、第一DC/DC变换器50、第二DC/DC变换器70、第三DC/DC变换器80和直流用电设备的输入端、以及AC/DC变换器10的输出端；多个剩余电流检测模块设于相应直流断路器的后端，用于检测接地故障时的直流剩余电流，并根据直流剩余电流控制相应直流断路器断开。
具体来说，剩余电流检测模块(Residual Current Device，RCD)是指在正常工作条件下，接通负载和断开电流，而当电路的剩余电流在规定的条件下达到其规定值时，引起触头动作而断开主电路的一种保护器。参考图1所示，实验平台可包括直流断路器QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6、QF7、QF8、QF9和QF10，以及设置在各个直流断路器后端的剩余电流检测模块(图中未具体示出)，剩余电流检测模块用于检测在高阻接地状态下，因小电流接地故障产生的直流剩余电流，并控制相应的直流断路器断开。例如，当接地开关K处于断开状态，以使配用电系统处于高阻接地状态时，由剩余电流检测模块检测因小电流接地故障产生的直流剩余电流，并控制相应直流断路器断开。由此，通过设置剩余电流检测模块，检测在高阻接地状态下，剩余电流检测模块的可靠性。
需要说明的是，还可以根据实际需求设置更多的直流断路器及相应的剩余电流检测模块，例如，可在光伏模拟器40的输入端、储能模拟器60的输入端、直流母线DC_BUS2与直流母线DC_BUS5之间的线路上、直流母线DC_BUS4与第三DC/DC变换器80的输出端之间的线路上分别设置直流断路器QF11、QF12、QF13和QF14，以及相对应的剩余电流检测模块。另外，可在AC/DC变换器10的输入端设置交流断路器QFA1，以进行配用电系统的供电控制。
在一个实施例中，多功能接地装置20包括：绝缘监测模块(图中未具体示出)，用于对直流母线DC_BUS2的正极线和负极线的对地电阻进行检测，以监测高阻接地工况下的绝缘性。
具体来说，考虑到人身安全等因素，配用电系统往往采用IT接地方式，即整个配用电系统与大地GND1可靠绝缘，一旦绝缘破坏，可能造成触电事故，因此多功能接地装置20还设置有绝缘监测模块，用于对直流母线DC_BUS2的正极线和负极线的对地电阻进行检测，以监测高阻接地工况下绝缘的可靠性。
在一个实施例中，上述的实验平台还包括：多个线路阻抗模拟器，多个线路阻抗模拟器分别连接AC/DC变换器10、第一DC/DC变换器50和第二DC/DC变换器70的输出端、以及第三DC/DC变换器80的输入端，用于模拟直流线路。
进一步地，上述的实验平台还包括：与多个线路阻抗模拟器一一对应的多个故障模拟器(图中未具体示出)，且每个线路阻抗模拟器上设有至少一个故障点，故障模拟器与至少一个故障点相连，用于模拟直流线路的故障。
具体地，参考图1所示，实验平台可包括线路阻抗模拟器ZK1、ZK2、ZK3和ZK4，更为具体的，线路阻抗模拟器ZK1、ZK2、ZK3和ZK4可为实际线缆，通过实际线缆进线直流线路模拟。同时，每个线路阻抗模拟器可分多段抽头接入相应的故障模拟器，更为具体的，可在实际线缆的首段、中段和末段设置相应故障模拟器，当然也可以将首段、中段和末段的故障模拟器集成在一起，通过故障模拟器进行线路故障模拟，以检验不同故障点的不同短路电流的影响，检验直流断路器切断短路电流的能力，同时检验在TN接地方式下的用电安全性。
在一个实施例中，参考图1所示，上述的实验平台还包括电弧检测装置100，电弧检测装置100的输入端连接第三DC/DC变换器80的输出端，用于检测直流用电设备的供电线路是否发生电弧故障，以进行家居供电场景的安全性研究。
在一个实施例中，上述的实验平台还包括：能效检测装置，用于采集配用电系统的能耗，以根据能耗计算配用电系统的能效指标。
具体来说，实验平台可包括能效检测装置，通过将配用电系统分成线路和换流器等部件，再通过能效检测装置采集线路和换流器等的耗能情况，最后通过集中控制系统90进行能效计算，以得到配用电系统的能效指标。
更为具体的，能效检测装置可包括高精度交流电能表和直流电能表，通过将交流电能表或直流电能表设置在线路两端、换流器两侧、直流用电设备入口，并进行长期监测，可得到配用电系统的能效指标。例如，将交流电能表TA1设于AC/DC变换器10的输入端，将直流电能表T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9分别设于多功能接地装置20、可编程电力电子负载30、第一DC/DC变换器50、第二DC/DC变换器70、第三DC/DC变换器80和直流用电设备的输入端，以及将直流电能表T10、T11、T12、T13分别设于AC/DC变换器10、第一DC/DC变换器50、第二DC/DC变换器70和第三DC/DC变换器80的输出端，以及将直流电能表T14设于直流母线DC_BUS2与直流母线DC_BUS5之间的线路上，通过长期监测得到相应电器的耗能情况，根据耗能情况得到配用电系统的能效指标。
在一个实施例中，上述的实验平台还包括：多个电能质量分析仪(图中未具体示出)，多个电能质量分析仪通过多个电能质量接口连接多功能接地装置20、可编程电力电子负载30、光伏模拟器40、储能模拟器60、第三DC/DC变换器80和直流用电设备的输入端、以及AC/DC变换器10的输出端，用于对配用电系统进行直流电能质量分析。
具体地，参考图1所示，实验平台可包括电能质量接口J1、J2、J3、J4、J5、J6和J7，每个电能质量接口可包括两路接口，分别为一路电压接口和一路电流接口，电能质量分析仪可通过这些电能质量接口接入配用电系统中，以进行直流电能质量分析。其中，电能质量分析仪可为离线式电能质量分析仪。
需要说明的是，还可以根据实际需求设置更多的电能质量接口，例如，可在光伏模拟器40的输入端设置电能质量接口J8，在储能模拟器60的输入端设置电能质量接口J9，以及在直流母线DC_BUS2与直流母线DC_BUS5之间的线路上设置电能质量接口J10和J11。另外，也可以根据实际需求在AC/DC变换器10的输入端设置电能质量接口J12，用于对配用电系统进行交流电能质量分析。
综上所述，本申请提供的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，通过构造真实的全直流楼宇用电场景，以真实反映全直流楼宇用电场景，并通过设置所需的测量系统、监控系统和故障模拟及检测系统，实现对全直流楼宇配电系统可靠性、效率的最优性、功能的集成化和标准化、用电的安全性以及电能质量等性能指标的研究，实现评价标准的制定。同时基于该平台，还可以进行直流设备的上述性能的评价，从而填补该领域的空白。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，包括：
AC/DC变换器，所述AC/DC变换器的输入端连接交流电网，所述AC/DC变换器的输出端连接直流母线，用于将交流电转换为直流电；
多功能接地装置，所述多功能接地装置的输入端连接所述直流母线，用于提供多种不同的接地方式；
可编程电力电子负载，所述可编程电力电子负载的输入端连接所述直流母线，用于模拟直流充放电设备的充放电特性；
光伏模拟器，所述光伏模拟器的输入端通过第一DC/DC变换器连接所述直流母线，用于模拟分布式电源的输出特性；
储能模拟器，所述储能模拟器的输入端通过第二DC/DC变换器连接所述直流母线，用于模拟储能电池的外特性；
第三DC/DC变换器，所述第三DC/DC变换器的输入端连接所述直流母线，所述第三DC/DC变换器的输出端连接直流用电设备；
集中控制系统，所述集中控制系统的输入端分别连接所述多功能接地装置、所述可编程电力电子负载、所述光伏模拟器、所述第一DC/DC变换器、所述储能模拟器、所述第二DC/DC变换器和所述第三DC/DC变换器，用于根据预设控制策略对所述配用电系统进行控制，并收集和处理所述配用电系统的运行参数，以及根据所述运行参数进行评价分析。
2.根据权利要求1所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述实验平台还包括：
多个直流断路器，所述多个直流断路器分别连接所述多功能接地装置、所述可编程电力电子负载、所述第一DC/DC变换器、所述第二DC/DC变换器、所述第三DC/DC变换器和所述直流用电设备的输入端、以及所述AC/DC变换器的输出端；
与所述多个直流断路器一一对应的多个剩余电流检测模块，且所述多个剩余电流检测模块设于相应直流断路器的后端，用于检测接地故障时的直流剩余电流，并根据所述直流剩余电流控制相应直流断路器断开。
3.根据权利要求1所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述多功能接地装置包括：绝缘监测模块，用于对所述直流母线的正极线和负极线的对地电阻进行检测，以监测高阻接地工况下的绝缘性。
4.根据权利要求1所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述实验平台还包括：电弧检测装置，所述电弧检测装置的输入端连接所述第三DC/DC变换器的输出端，用于检测所述直流用电设备的供电线路是否发生电弧故障。
5.根据权利要求1所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述实验平台还包括：多个线路阻抗模拟器，所述多个线路阻抗模拟器分别连接所述AC/DC变换器、所述第一DC/DC变换器和所述第二DC/DC变换器的输出端、以及所述第三DC/DC变换器的输入端，用于模拟直流线路。
6.根据权利要求5所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述实验平台还包括：与所述多个线路阻抗模拟器一一对应的多个故障模拟器，且每个所述线路阻抗模拟器上设有至少一个故障点，所述故障模拟器与所述至少一个故障点相连，用于模拟所述直流线路的故障。
7.根据权利要求1所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述实验平台还包括：能效检测装置，用于采集所述配用电系统的能耗，以根据所述能耗计算所述配用电系统的能效指标。
8.根据权利要求7所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述能效检测装置包括交流电能表和直流电能表。
9.根据权利要求1所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述实验平台还包括：多个电能质量分析仪，所述多个电能质量分析仪通过多个电能质量接口连接所述多功能接地装置、所述可编程电力电子负载、所述光伏模拟器、所述储能模拟器、所述第三DC/DC变换器和所述直流用电设备的输入端、以及所述AC/DC变换器的输出端，用于对所述配用电系统进行直流电能质量分析。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台，其特征在于，所述AC/DC变换器采用真双极接线，所述直流母线采用单母线辐射型接线。
CN202010295044.7A 2020-04-15 2020-04-15 一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台 Active CN111579897B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010295044.7A CN111579897B (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010295044.7A CN111579897B (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111579897A true CN111579897A (zh) 2020-08-25
CN111579897B CN111579897B (zh) 2022-09-02

Family

ID=72114908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010295044.7A Active CN111579897B (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111579897B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112305340A (zh) * 2020-09-29 2021-02-02 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种低压配电物联网真型试验平台
CN112467793A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 国网安徽省电力有限公司经济技术研究院 一种楼宇群低压柔性直流配电系统及方法
CN112600186A (zh) * 2020-12-02 2021-04-02 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种直流配电系统及楼宇

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009153301A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 直流配電システム
US20120026631A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-02 Greenvolts, Inc Photovoltaic array ground fault detection in an ungrounded solar electric power generating system and techniques to transition onto and off the utility grid
CN202267720U (zh) * 2011-10-18 2012-06-06 天津市电力公司 分布式电源并网逆变器及电动汽车充电机一体化检测平台
US20140129195A1 (en) * 2011-06-24 2014-05-08 State Grid Corporation Of China Real time dynamic physics simulation device of flexible dc transmission system
CN104281977A (zh) * 2013-07-10 2015-01-14 北京中电建投微电网科技有限公司 一种混合型微电网应用平台及其控制方法
CN104330979A (zh) * 2014-10-31 2015-02-04 国家电网公司 复杂配电网模拟仿真系统
CN105527545A (zh) * 2016-02-18 2016-04-27 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种直流配电网动态模拟实验装置及方法
CN105932666A (zh) * 2016-05-18 2016-09-07 中国电力科学研究院 复杂配电网多时间尺度数模混合仿真系统及其仿真方法
WO2018014450A1 (zh) * 2016-07-20 2018-01-25 天津天大求实电力新技术股份有限公司 基于rt-lab的真实微电网运行动态仿真测试平台
CN207442466U (zh) * 2017-11-01 2018-06-01 北京德意新能电气有限公司 一种用于直流微电网实验平台的交直流智能控制系统
KR20190029346A (ko) * 2017-09-12 2019-03-20 한국에너지기술연구원 전기충전 배전계통의 사고시험장치 및 그 방법
CN109586278A (zh) * 2018-11-08 2019-04-05 天津大学 一种交直流混合配电网供电能力评估方法
WO2019224583A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 Microwatt Energetikai És Szaktanácsadói Kft. Electric energy supply system
CN110658369A (zh) * 2019-09-24 2020-01-07 深圳供电局有限公司 剩余电流模拟生成装置及剩余电流动作保护系统
CN110824275A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种微电网交直流母线接口变换器实证测试平台

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009153301A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 直流配電システム
US20120026631A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-02 Greenvolts, Inc Photovoltaic array ground fault detection in an ungrounded solar electric power generating system and techniques to transition onto and off the utility grid
US20140129195A1 (en) * 2011-06-24 2014-05-08 State Grid Corporation Of China Real time dynamic physics simulation device of flexible dc transmission system
CN202267720U (zh) * 2011-10-18 2012-06-06 天津市电力公司 分布式电源并网逆变器及电动汽车充电机一体化检测平台
CN104281977A (zh) * 2013-07-10 2015-01-14 北京中电建投微电网科技有限公司 一种混合型微电网应用平台及其控制方法
CN104330979A (zh) * 2014-10-31 2015-02-04 国家电网公司 复杂配电网模拟仿真系统
CN105527545A (zh) * 2016-02-18 2016-04-27 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种直流配电网动态模拟实验装置及方法
US20190067939A1 (en) * 2016-05-18 2019-02-28 China Electric Power Research Institute Company Limited Multi-time-scale digital/analog hybrid simulation system and method for power distribution network and storage medium
CN105932666A (zh) * 2016-05-18 2016-09-07 中国电力科学研究院 复杂配电网多时间尺度数模混合仿真系统及其仿真方法
WO2018014450A1 (zh) * 2016-07-20 2018-01-25 天津天大求实电力新技术股份有限公司 基于rt-lab的真实微电网运行动态仿真测试平台
KR20190029346A (ko) * 2017-09-12 2019-03-20 한국에너지기술연구원 전기충전 배전계통의 사고시험장치 및 그 방법
CN207442466U (zh) * 2017-11-01 2018-06-01 北京德意新能电气有限公司 一种用于直流微电网实验平台的交直流智能控制系统
WO2019224583A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 Microwatt Energetikai És Szaktanácsadói Kft. Electric energy supply system
CN109586278A (zh) * 2018-11-08 2019-04-05 天津大学 一种交直流混合配电网供电能力评估方法
CN110658369A (zh) * 2019-09-24 2020-01-07 深圳供电局有限公司 剩余电流模拟生成装置及剩余电流动作保护系统
CN110824275A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种微电网交直流母线接口变换器实证测试平台

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
REN, ZHAOYING等: "Load Modeling and Scheme Design of 48V DC Power Supply System for Civil Buildings", 《PROCEEDINGS OF 2019 IEEE 3RD INTERNATIONAL ELECTRICAL AND ENERGY CONFERENCE (CIEEC)》 *
李忠等: "楼宇低压直流配电系统示范应用", 《供用电》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112305340A (zh) * 2020-09-29 2021-02-02 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种低压配电物联网真型试验平台
CN112467793A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 国网安徽省电力有限公司经济技术研究院 一种楼宇群低压柔性直流配电系统及方法
CN112600186A (zh) * 2020-12-02 2021-04-02 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种直流配电系统及楼宇

Also Published As

Publication number Publication date
CN111579897B (zh) 2022-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111579897B (zh) 一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台
CN106054672B (zh) 基于rt-lab的真实微电网运行动态仿真测试平台
CN104155616A (zh) 一种光伏系统变流器测试平台
CN103605014A (zh) 一种用于大型储能变流器的测试平台
WO2021197465A1 (zh) 一种柔性直流输电换流站的试验系统及试验方法
CN111596218B (zh) 用锂电池组模拟铅酸电池组充放电特性的装置
CN110824275A (zh) 一种微电网交直流母线接口变换器实证测试平台
CN112271743A (zh) 基于模块化光伏发电装置进行一体化充放电测试系统及方法
CN113009245A (zh) 一种充电桩移动式检测系统
CN202676801U (zh) 一种应用于光伏阵列汇流箱的接线测试仪
CN110752615A (zh) 一种电池储能电站现场联调装置及方法
CN212008763U (zh) 一种直流充电机充电模块检测装置
CN203054118U (zh) 一种igbt功率单元短路保护测试装置
CN112462250A (zh) 一种开关特性综合测试装置
CN108376185B (zh) 一种基于半实物仿真的光伏电弧保护设备检测平台
CN203720330U (zh) 一种电动汽车动力电池组充放电能力测试装置
RU2739703C1 (ru) Стенд для исследования гибридного накопителя энергии
Ye et al. Design and implementation of the simulation system of low-voltage distribution network based on real-scene simulation
Nam et al. Establishment of a pilot plant for KERI microgrid system based on power IT development program in Korea
CN105891624B (zh) 太阳能光伏充放电控制器模拟运行环境检测系统
CN204789796U (zh) 太阳能光伏充放电控制器模拟运行环境检测系统
CN113960400A (zh) 一种新能源汽车的高压测试系统
CN206618846U (zh) 变桨超级电容现场容量测试工具
Chen et al. Research on True-type Test Technology of Intelligent Circuit Breakers and Intelligent Integrated Terminals in Distribution Networks under Different Faults
CN216051995U (zh) 一种并网逆变器试验平台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant