CN202102064U - 用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置 - Google Patents

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张秀娟
宋强
李建国
杨占峰
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Abstract

一种电气自动化技术领域的用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，包括：两个三相变压器、三相电压跌落发生器、逆变器和整流器，其中：第一三相变压器、三相电压跌落发生器、待测装置、第二三相变压器、逆变器及整流器依次串联连接于380V交流电源之间。本装置可以达到满容量测试补偿装置性能的要求。

Description

用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置
技术领域
本实用新型涉及的是一种电气自动化技术领域的测试设备，具体是一种用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置。
背景技术
根据《国家电网公司风电场接入电网技术规定(修订版)》的要求，当风电场并网点电压在图5所示电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不间断并网运行；只有当并网点电压在电压轮廓线以下时，风电机组才允许从电网切出。而目前我国很多风电机组不具备这样的低电压穿越能力，需要进行改造。改造的方法一般分为两种，一种是从风电机组本身的控制入手，这种方法用于新建的风电场比较合适；另一种则是从外部解除电压跌落(VoltageSags)对风电机组的影响：在风电机组和并网点之间接入低电压穿越补偿装置(以下简称补偿装置)，来保证风电机组的端电压在系统电压变化的时候保持恒定。
风电机组作为补偿装置的负荷，其工作电压和运行特性都比较特殊，与一般的阻抗负荷或者电机负荷区别较大。设计与补偿装置的实际运行环境类似的测试装置需要特定的地点以及较大的投资，对于补偿装置的生产测试很不利。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，投资较小，实现不受地点限制，可以达到满容量测试补偿装置性能的要求。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：两个三相变压器、三相电压跌落发生器、逆变器和整流器，其中：第一三相变压器、三相电压跌落发生器、待测装置、第二三相变压器、逆变器及整流器依次串联连接于380V交流电源之间。
所述的逆变器为三相并联型电力电子变换结构，具体由GTO(门极可关断晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)或IGCT(集成门极换向晶闸管)中的一种组成。
所述的整流器为不控整流、半控整流或全控整流结构，具体由二极管、晶闸管、GTO、IGBT或IGCT中的一种组成。
所述的逆变器和整流器共用直流部分。
所述的三相电压跌落发生器为阻抗式结构、变压器式结构或电力电子变换式结构，其中：
所述的阻抗式结构包括：并联式阻抗结构和串联式阻抗结构，其中：
并联式阻抗结构由两组阻抗和两组开关组成，其中：第一阻抗和第一开关并联后串联在第一三相变压器和待测装置之间，第二阻抗和第二开关串联后并联在第一阻抗和待测装置连接点和第一三相变压器中线之间；
并联式阻抗结构由一组阻抗和一组开关组成，其中：阻抗和开关并联后串联在第一三相变压器和待测装置之间。
所述的变压器式结构为：由升压变压器或降压变压器组成的并联方式结构和串联方式结构或由中心抽头变压器组成。
所述的电力电子变换式结构包括：交直交变换式结构或串联补偿式结构。
在测试过程中，通过三相电压跌落发生器改变补偿装置输入端电压的幅值和相位，从而模拟电力系统中各种不同的电压跌落的工况。通过控制逆变器的输出电流来模拟风电机组不同风速情况下输出功率和电流的变化。
附图说明
图1是本实用新型示意图。
图2是阻抗式结构的三相电压跌落发生器示意图；
图中：(a)为并联方式；(b)为串联方式。
图3是变压器式结构的三相电压跌落发生器示意图；
图中：(a)为并联方式；(b)为串联方式；(c)为中心抽头方式。
图4是电力电子变换式三相电压跌落发生器的示意图；
图中：(a)为交直交变换式结构；(b)为串联补偿式结构。
图5是风电场低电压穿越要求的规定曲线图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，本实施例包括：两个三相变压器T1和T2、三相电压跌落发生器VSG、逆变器INV和整流器REC，其中：第一三相变压器T1、三相电压跌落发生器VSG、待测装置TE1、第二三相变压器T2、逆变器INV和整流器REC依次串联连接于380V交流电源之间。
所述的逆变器是由大功率全控型电力电子器件IGB组成的三相并联型电力电子变换设备。
所述的整流器是由大功率电力电子器件IGBT组成的三相并联型全控整流设备。
逆变器和整流器共用直流部分。
所述的三相电压跌落发生器VSG是串联补偿式电力电子变换式结构，整流侧并联在系统中，逆变侧串联在系统中，系统电压和逆变器输出电压叠加后为负荷侧的端电压。
所述的三相电压跌落发生器VSG为阻抗式结构、变压器式结构或电力电子变换式结构，其中：
如图3(a)、图3(b)所示，所述的变压器式结构分为以单个升压或降压变压器组合形式实现的三相电压跌落发生器和以中心抽头变压器形式实现的三相电压跌落发生器。升降压变压器组合形式的三相电压跌落发生器又可分为并联方式和串联方式，中心抽头变压器实现的三相电压跌落发生器由一台三相自耦变压器和两组开关构成，结构如图3(c)所示。
如图4(a)和图4(b)所示，所述的电力电子变换式结构分为两种：一种所示的交直交变换式结构，整流和逆变都串联在系统中，逆变器的输出即为负荷侧的端电压；一种为串联补偿式结构，也是交直交型结构，整流侧并联在系统中，逆变侧串联在系统中，系统电压和逆变器输出电压叠加后为负荷侧的端电压。
本实施例测试装置输入电压为三相380V，输入电源经第一三相变压器T1升压到690V然后接入三相电压跌落发生器的输入端。三相电压跌落发生器的输出端接入待测装置TE1的输入端；待测装置TE1的输出端经过第二三相变压器T2降压到380V连接到逆变器INV的交流输出端。输入电源接入整流器REC的交流端作为输入。整流器REC和逆变器INV共用直流侧。
本实施例中：将需要测试的补偿装置TE1串联在三相电压跌落发生器和第二三相变压器T2之间，通过改变三相电压跌落发生器的设置改变补偿装置输入端电压的幅值和相位，从而模拟电力系统中各种不同的电压跌落的工况。通过控制逆变器INV的输出电流来模拟风电机组不同风速情况下输出有功功率、无功功率和电流的变化。整流器REC则用于保证逆变器INV直流电容电压稳定。

Claims (8)

1.一种用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，其特征在于，包括：两个三相变压器、三相电压跌落发生器、逆变器和整流器，其中：第一三相变压器、三相电压跌落发生器、待测装置、第二三相变压器、逆变器及整流器依次串联连接于380V交流电源之间。
2.根据权利要求1所述的用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，其特征是，所述的逆变器为三相并联型电力电子变换结构。
3.根据权利要求1或2所述的用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，其特征是，所述的逆变器由门极可关断晶闸管、绝缘栅双极晶体管或集成门极换向晶闸管中的一种组成。
4.根据权利要求1所述的用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，其特征是，所述的整流器为不控整流、半控整流或全控整流结构。
5.根据权利要求1或4所述的用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，其特征是，所述的整流器由二极管、晶闸管、GTO、IGBT或IGCT中的一种组成。
6.根据上述任一权利要求所述的用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，其特征是，所述的逆变器和整流器共用直流部分。
7.根据权利要求1所述的用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，其特征是，所述的三相电压跌落发生器为阻抗式结构、变压器式结构或电力电子变换式结构。
8.根据权利要求1所述的用于试验风电机组低电压穿越补偿装置功能的测试装置，其特征是，所述的阻抗式结构包括：并联式阻抗结构和串联式阻抗结构；所述的变压器式结构为：由升压变压器或降压变压器组成的并联方式结构和串联方式结构或由中心抽头变压器组成；所述的电力电子变换式结构包括：交直交变换式结构或串联补偿式结构。
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