CN113589151A - 一种光伏逆变器低电压穿越测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏检测技术领域,具体提供了一种光伏逆变器低电压穿越测试方法及装置,旨在解决传统的阻抗分压式低电压穿越检测平台由于容量限制难以对超大容量光伏逆变器整机进行低电压穿越检测的技术问题。本发明提供的技术方案利用型式试验和半实物仿真试验相结合的方法可以有效的解决这一难题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏检测领域,具体涉及一种光伏逆变器低电压穿越测试方法及装置。
背景技术
目前,各类光伏并网类标准中均要求光伏逆变器要具备低电压穿越能力。随着集中式光伏电站单体电站规模越来越大,集中式光伏逆变器也向大容量、模块化方向发展。该类超大容量光伏逆变器单机容量大、直流输入电压高、交流并网电压高。这就为低电压穿越能力检测型式试验带来了挑战。
现有的低电压穿越测试方法均采用大容量低电压穿越能力检测装置,一般包括高压电源电源接入、变压器、电抗器组合、断路器组合、控制系统、测量系统等,可以完成低电压穿越能力测试。
然而,低电压穿越型式试验过程中需要用阻抗分压的方式模拟电网短路故障,此过程会产生过电压和极大的故障电流,而各类检测认证实验室现有的低电压穿越检测平台由于电压和功率等级限制很难满足该类逆变器低电压穿越型式试验要求。
发明内容
为了克服上述缺陷,提出了本发明提供了一种光伏逆变器低电压穿越测试方法及装置。
第一方面,提供一种光伏逆变器低电压穿越测试方法,所述光伏逆变器低电压穿越测试方法包括:
在阻抗分压式低电压穿越检测平台上对待测光伏逆变器中的单元逆变器进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率测试数据;
在控制器硬件在环仿真平台中构建所述单元逆变器的主电路模型及单元逆变器的仿真环境模型;
利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性;
在控制器硬件在环仿真平台中将单元逆变器的主电路模型进行并联,得到光伏逆变器主电路模型,并在控制器硬件在环仿真平台中对所述光伏逆变器主电路模型进行低电压穿越测试;
其中,所述控制器硬件在环仿真平台接有在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器。
优选的,所述利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性,包括:
步骤a在所述控制器硬件在环仿真平台中对所述单元逆变器的主电路模型进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率仿真数据;
步骤b比较所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据是否具有一致性,若是,则所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性,否则调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,并返回所述步骤a。
进一步的,所述功率测试数据和功率仿真数据均包括下述中的至少一种:电压数据、电流数据、无功电流数据、有功功率数据和无功功率数据。
进一步的,所述比较所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据是否具有一致性包括:
若所述单元逆变器的功率测试数据与单元逆变器的功率仿真数据之间的平均误差、稳态区间最大误差以及加权平均总偏差均小于规定的误差阈值,则所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据具有一致性,否则,所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据不具有一致性。
进一步的,所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数包括下述中的至少一种:所述单元逆变器的主电路模型的功率器件导通电阻、缓冲电阻、缓冲电容、控制器硬件在环仿真平台的仿真平台开关导纳、开关电阻。
进一步的,所述低电压穿越测试的工况包括:光伏逆变器运行功率的范围至少包括10%PN-30%PN和大于等于70%PN;电压扰动点应至少选取5个,且扰动点在0%UN≤U≤5%UN、20%UN≤U≤25%UN、25%UN<U≤50%UN、50%UN<U≤75%UN、75%UN<U≤90%UN五个区间内均有分布;故障扰动类型应至少包括三相对称故障、单相接地故障;功率测试数据至少有20组;其中,U为扰动点电压,UN为并网点额定电压,PN为光伏逆变器额定功率。
进一步的,所述单元逆变器的仿真环境模型包括:光伏阵列模型、电压跌落模型和电网模型,所述光伏阵列模型、光伏逆变器主电路模型、电压跌落模型和电网模型依次连接。
优选的,所述控制器硬件在环仿真平台通过物理I/O接口连接在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器。
第二方面,提供一种光伏逆变器低电压穿越测试装置,所述光伏逆变器低电压穿越测试装置包括:
第一测试模块,用于在阻抗分压式低电压穿越检测平台上对待测光伏逆变器中的单元逆变器进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率测试数据;
构建模块,用于在控制器硬件在环仿真平台中构建所述单元逆变器的主电路模型及单元逆变器的仿真环境模型;
调节模块,用于利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性;
第二测试模块,用于在控制器硬件在环仿真平台中将单元逆变器的主电路模型进行并联,得到光伏逆变器主电路模型,并在控制器硬件在环仿真平台中对所述光伏逆变器主电路模型进行低电压穿越测试;
其中,所述控制器硬件在环仿真平台接有在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器。
第三方面,提供一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的光伏逆变器低电压穿越测试方法。
第四方面,提供一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行所述的光伏逆变器低电压穿越测试方法。
本发明上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种有益效果:
本发明提供了一种光伏逆变器低电压穿越测试方法及装置,所述方法包括:在阻抗分压式低电压穿越检测平台上对待测光伏逆变器中的单元逆变器进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率测试数据;在控制器硬件在环仿真平台中构建所述单元逆变器的主电路模型及单元逆变器的仿真环境模型;利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性;在控制器硬件在环仿真平台中将单元逆变器的主电路模型进行并联,得到光伏逆变器主电路模型,并在控制器硬件在环仿真平台中对所述光伏逆变器主电路模型进行低电压穿越测试;其中,所述控制器硬件在环仿真平台接有通过低电压穿越测试的单元逆变器对应的控制器。与传统的阻抗分压式低电压穿越检测平台相比,本发明提供的技术方案能够实现对超大光伏逆变器进行低电压穿越能力评估,通过型式试验和实时仿真数据进行对比的方法保证仿真模型和真实逆变器的一致性,并在控制器硬件在环仿真平台中对超大光伏逆变器对应的仿真模型进行低电压穿越测试,有效的解决了现有的阻抗分压式低电压穿越检测平台功率等级不能满足超大功率光伏逆变器测试的问题。
附图说明
图1是本发明实施例的光伏逆变器低电压穿越测试方法的主要步骤流程示意图;
图2是本发明实施例的在控制器硬件在环仿真平台中仿真模型结构示意图;
图3是本发明实施例的功率测试数据与功率仿真数据之间的误差比较示意图;
图4是本发明实施例的光伏逆变器低电压穿越测试装置的主要结构框图。
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。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
传统的阻抗分压式低电压穿越检测平台由于容量限制难以对超大容量光伏逆变器整机进行低电压穿越检测,本发明利用型式试验和半实物仿真试验相结合的方法可以有效的解决这一难题。
光伏逆变器为并联型结构。并联型逆变器是由多个小容量的功率单元(以下简称单元逆变器)并联而成的,每个单元逆变器具有独立的功率回路,控制环节,滤波环节,在交流并网侧进行并联输出。
参阅附图1,图1是根据本发明的一个实施例的光伏逆变器低电压穿越测试方法的主要步骤流程示意图。如图1所示,本发明实施例中的光伏逆变器低电压穿越测试方法主要包括以下步骤:
步骤S101:在阻抗分压式低电压穿越检测平台上对待测光伏逆变器中的单元逆变器进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率测试数据;在一个实施方式中,所述步骤S101可以基于GB/T37409《光伏发电并网逆变器检测技术规范》实现;
其中,所述低电压穿越测试的工况包括:光伏逆变器运行功率的范围至少包括10%PN-30%PN和大于等于70%PN;电压扰动点应至少选取5个,且扰动点在0%UN≤U≤5%UN、20%UN≤U≤25%UN、25%UN<U≤50%UN、50%UN<U≤75%UN、75%UN<U≤90%UN五个区间内均有分布;故障扰动类型应至少包括三相对称故障、单相接地故障;功率测试数据至少有20组;其中,U为扰动点电压,UN为并网点额定电压,PN为光伏逆变器额定功率。
步骤S102:在控制器硬件在环仿真平台中构建所述单元逆变器的主电路模型及单元逆变器的仿真环境模型;
其中,所述单元逆变器的仿真环境模型包括:光伏阵列模型、电压跌落模型和电网模型,所述光伏阵列模型、光伏逆变器主电路模型、电压跌落模型和电网模型依次连接,如图2所示。
步骤S103:利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性;
步骤S104:在控制器硬件在环仿真平台中将单元逆变器的主电路模型进行并联,得到光伏逆变器主电路模型,并在控制器硬件在环仿真平台中对所述光伏逆变器主电路模型进行低电压穿越测试。
其中,可以通过物理I/O接口将在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器接入控制器硬件在环仿真平台;
本实施例中,在执行所述步骤S101之前,所述待测光伏逆变器的相关参数可以从逆变器制造厂商处获得,可以包括逆变器主电路拓扑结构,直流环节电容值,交流侧滤波器参数,直流侧mppt范围、交流侧并网电压等。
具体的,本发明提供的最优实施方式中,可以按下述方式实现所述步骤S104:
步骤a在所述控制器硬件在环仿真平台中对所述单元逆变器的主电路模型进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率仿真数据;
其中,步骤a中进行低电压穿越测试的工况需与步骤S101中进行低电压穿越测试的工况相同;
步骤b比较所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据是否具有一致性,若是,则所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性,否则调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,并返回所述步骤a。
在一个实施方式中,所述比较所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据是否具有一致性包括:
若所述单元逆变器的功率测试数据与单元逆变器的功率仿真数据之间的平均误差、稳态区间最大误差以及加权平均总偏差均小于规定的误差阈值,则所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据具有一致性,否则,所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据不具有一致性。
其中,所述功率测试数据和功率仿真数据均包括下述中的至少一种:电压数据、电流数据、无功电流数据、有功功率数据和无功功率数据。
在比较所述单元逆变器的功率测试数据与单元逆变器的功率仿真数据之间的平均误差、稳态区间最大误差以及加权平均总偏差与规定的误差阈值时,可参考标准GB/T32826《光伏发电系统建模导则》进行暂态和稳态区间划分,例如,如表1所示的计算结果,对比示意图如图3所示;
表1
进一步的,在一个实施方式中,所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数包括下述中的至少一种:所述单元逆变器的主电路模型的功率器件导通电阻、缓冲电阻、缓冲电容、控制器硬件在环仿真平台的仿真平台开关导纳、开关电阻。
基于同一发明构思,本发明还提供一种光伏逆变器低电压穿越测试装置,如图4所示,所述光伏逆变器低电压穿越测试装置包括:
第一测试模块,用于在阻抗分压式低电压穿越检测平台上对待测光伏逆变器中的单元逆变器进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率测试数据;
构建模块,用于在控制器硬件在环仿真平台中构建所述单元逆变器的主电路模型及单元逆变器的仿真环境模型;
调节模块,用于利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性;
第二测试模块,用于在控制器硬件在环仿真平台中将单元逆变器的主电路模型进行并联,得到光伏逆变器主电路模型,并在控制器硬件在环仿真平台中对所述光伏逆变器主电路模型进行低电压穿越测试;
其中,所述控制器硬件在环仿真平台接有在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器。
优选的,所述利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性,包括:
步骤a在所述控制器硬件在环仿真平台中对所述单元逆变器的主电路模型进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率仿真数据;
步骤b比较所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据是否具有一致性,若是,则所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性,否则调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,并返回所述步骤a。
进一步的,所述功率测试数据和功率仿真数据均包括下述中的至少一种:电压数据、电流数据、无功电流数据、有功功率数据和无功功率数据。
进一步的,所述比较所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据是否具有一致性包括:
若所述单元逆变器的功率测试数据与单元逆变器的功率仿真数据之间的平均误差、稳态区间最大误差以及加权平均总偏差均小于规定的误差阈值,则所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据具有一致性,否则,所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据不具有一致性。
进一步的,所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数包括下述中的至少一种:所述单元逆变器的主电路模型的功率器件导通电阻、缓冲电阻、缓冲电容、控制器硬件在环仿真平台的仿真平台开关导纳、开关电阻。
进一步的,所述低电压穿越测试的工况包括:光伏逆变器运行功率的范围至少包括10%PN-30%PN和大于等于70%PN;电压扰动点应至少选取5个,且扰动点在0%UN≤U≤5%UN、20%UN≤U≤25%UN、25%UN<U≤50%UN、50%UN<U≤75%UN、75%UN<U≤90%UN五个区间内均有分布;故障扰动类型应至少包括三相对称故障、单相接地故障;功率测试数据至少有20组;其中,U为扰动点电压,UN为并网点额定电压,PN为光伏逆变器额定功率。
进一步的,所述单元逆变器的仿真环境模型包括:光伏阵列模型、电压跌落模型和电网模型,所述光伏阵列模型、光伏逆变器主电路模型、电压跌落模型和电网模型依次连接。
优选的,所述控制器硬件在环仿真平台通过物理I/O接口连接在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器。
进一步的,本发明提供一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的光伏逆变器低电压穿越测试方法。
进一步的,本发明提供一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行所述的光伏逆变器低电压穿越测试方法。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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保护范围之内。
Claims (11)
1.一种光伏逆变器低电压穿越测试方法,其特征在于,所述方法包括:
在阻抗分压式低电压穿越检测平台上对待测光伏逆变器中的单元逆变器进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率测试数据;
在控制器硬件在环仿真平台中构建所述单元逆变器的主电路模型及单元逆变器的仿真环境模型;
利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性;
在控制器硬件在环仿真平台中将单元逆变器的主电路模型进行并联,得到光伏逆变器主电路模型,并在控制器硬件在环仿真平台中对所述光伏逆变器主电路模型进行低电压穿越测试;
其中,所述控制器硬件在环仿真平台接有在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性,包括:
步骤a在所述控制器硬件在环仿真平台中对所述单元逆变器的主电路模型进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率仿真数据;
步骤b比较所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据是否具有一致性,若是,则所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性,否则调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,并返回所述步骤a。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述功率测试数据和功率仿真数据均包括下述中的至少一种:电压数据、电流数据、无功电流数据、有功功率数据和无功功率数据。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述比较所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据是否具有一致性包括:
若所述单元逆变器的功率测试数据与单元逆变器的功率仿真数据之间的平均误差、稳态区间最大误差以及加权平均总偏差均小于规定的误差阈值,则所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据具有一致性,否则,所述单元逆变器的功率测试数据和单元逆变器的功率仿真数据不具有一致性。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数包括下述中的至少一种:所述单元逆变器的主电路模型的功率器件导通电阻、缓冲电阻、缓冲电容、控制器硬件在环仿真平台的仿真平台开关导纳、开关电阻。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述低电压穿越测试的工况包括:光伏逆变器运行功率的范围至少包括10%PN-30%PN和大于等于70%PN;电压扰动点应至少选取5个,且扰动点在0%UN≤U≤5%UN、20%UN≤U≤25%UN、25%UN<U≤50%UN、50%UN<U≤75%UN、75%UN<U≤90%UN五个区间内均有分布;故障扰动类型应至少包括三相对称故障、单相接地故障;功率测试数据至少有20组;其中,U为扰动点电压,UN为并网点额定电压,PN为光伏逆变器额定功率。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述单元逆变器的仿真环境模型包括:光伏阵列模型、电压跌落模型和电网模型,所述光伏阵列模型、光伏逆变器主电路模型、电压跌落模型和电网模型依次连接。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制器硬件在环仿真平台通过物理I/O接口连接在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器。
9.一种光伏逆变器低电压穿越测试装置,其特征在于,所述装置包括:
第一测试模块,用于在阻抗分压式低电压穿越检测平台上对待测光伏逆变器中的单元逆变器进行低电压穿越测试,获取单元逆变器的功率测试数据;
构建模块,用于在控制器硬件在环仿真平台中构建所述单元逆变器的主电路模型及单元逆变器的仿真环境模型;
调节模块,用于利用所述单元逆变器的功率测试数据调节所述控制器硬件在环仿真平台的仿真参数,直至所述单元逆变器的主电路模型与所述单元逆变器具有一致性;
第二测试模块,用于在控制器硬件在环仿真平台中将单元逆变器的主电路模型进行并联,得到光伏逆变器主电路模型,并在控制器硬件在环仿真平台中对所述光伏逆变器主电路模型进行低电压穿越测试;
其中,所述控制器硬件在环仿真平台接有在阻抗分压式低电压穿越检测平台上进行低电压穿越测试后的待测光伏逆变器中的单元逆变器对应的控制器。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的光伏逆变器低电压穿越测试方法。
11.一种处理器,其特征在于,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1至8中任意一项所述的光伏逆变器低电压穿越测试方法。
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- 2021-09-28 CN CN202111140387.7A patent/CN113589151A/zh active Pending
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