CN205539289U - 一种发电设备检测系统 - Google Patents

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郭琦
郭海平
张建设
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Abstract

本实用新型公开了一种发电设备检测系统，涉及发电技术领域，解决了现有技术中对发电设备的检测结果不准确，无法准确地反映出发电设备的工作特性的技术问题。该发电设备检测系统包括：仿真操作装置、数字仿真器、接口装置、能量转换装置、传感器、逆变器和发电设备模拟装置。本实用新型用于对发电设备进行检测。

Description

一种发电设备检测系统
技术领域
本实用新型涉及发电技术领域，尤其涉及一种发电设备检测系统。
背景技术
随着社会经济的发展，对电力系统的要求越来越高，为了保证电力系统的性能，需要对电力系统中的发电设备的工作特性进行检测。目前，主要通过混合仿真技术对发电设备的工作特性进行检测。然而，本申请的发明人发现，混合仿真技术中，对发电设备中的各结构进行模拟仿真时，对实际电网的大功率和大电压进行了一定的处理，使其转变为小功率和小电压，再进行相应检测，进而使得对发电设备的检测结果不准确，无法准确地反映出发电设备的工作特性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种发电设备检测系统，用于提高对发电设备检测的准确性，进而准确地反映出发电设备的工作特性。
为达到上述目的，本实用新型提供一种发电设备检测系统，采用如下技术方案：
该发电设备检测系统包括：仿真操作装置、数字仿真器、接口装置、能量转换装置、传感器、逆变器和发电设备模拟装置；
其中，所述仿真操作装置与所述数字仿真器连接；所述数字仿真器与所述仿真操作装置和所述接口装置连接；所述接口装置与所述数字仿真器、所述能量转换装置和所述传感器连接；所述能量转换装置与所述接口装置、所述逆变器和实际电网连接；所述传感器与所述接口装置和所述逆变器连接；所述逆变器与所述能量转换装置、所述传感器和所述发电设备模拟装置连接；所述发电设备模拟装置与所述逆变器和所述实际电网连接；所述能量转换装置与所述逆变器通过交流电连接，所述逆变器与所述发电设备模拟装置通过直流电连接；
所述仿真操作装置用于建立电网数字仿真模型，并对所述电网数字仿真模型包括的多个试验模块的试验顺序进行设置，并向所述数字仿真器输出所述电网数字仿真模型；
所述数字仿真器用于运行从所述仿真操作装置接收的所述电网数字仿真模型，向所述接口装置输出模拟电压，并记录实验数据和录波；
所述接口装置用于对从所述数字仿真器接收的所述模拟电压进行数模转换，并向所述能量转换装置输出数模转换后的模拟电压，以及对从所述传感器接收的检测电压进行模数转换，并向所述数字仿真器输出模数转换后的检测电压；
所述能量转换装置用于根据从所述接口装置接收的数模转换后的模拟电压和从所述逆变器接收的电流，从实际电网获得第一功率，并根据所述第一功率为所述逆变器提供工作电压；
所述逆变器用于向所述能量转换装置输出电流，并将从所述发电设备模拟装置接收的直流的检测电流转换为交流的检测电流，向所述传感器输出交流的检测电流；
所述发电设备模拟装置用于从所述实际电网获得第二功率，所述第二功率为所述实际电网的总功率，并向所述逆变器输出所述第二功率对应的直流的检测电流；
所述传感器用于将从所述逆变器接收检测电流转换为检测电压，并向所述接口装置输出检测电压。
本实用新型提供的发电设备检测系统具有如上所述的结构，从而使得在使用该发电设备检测系统对发电设备进行检测时，仿真操作装置建立电网数字仿真模型，并对电网数字仿真模型包括的多个试验模块的试验顺序进行设置，并向数字仿真器输出所述电网数字仿真模型；数字仿真器运行从仿真操作装置接收的电网数字仿真模型，并向接口装置输出模拟电压；接口装置对模拟电压进行数模转换；发电设备模拟装置从实际电网获得第二功率，第二功率为实际电网的总功率，并向逆变器输出第二功率对应的直流的检测电流；逆变器向能量转换装置输出电流，并将从发电设备模拟装置接收的直流的检测电流转换为交流的检测电流，向传感器输出交流的检测电流；能量转换装置根据从接口装置接收的数模转换后的模拟电压和从逆变器接收的电流，从实际电网获得第一功率，并根据第一功率为逆变器提供工作电压；传感器将从逆变器接收检测电流转换为检测电压，并向接口装置输出检测电压；接口装置对从传感器接收的检测电压进行模数转换，并向数字仿真器输出模数转换后的检测电压；数字仿真器记录试验数据和录波。因此，无需对实际电网的大功率和大电压进行了一定的处理，使其转变为小功率和小电压，进而能够提高对发电设备检测的准确性，从而准确地反映出发电设备的工作特性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中的发电设备检测系统的示意图。
附图标记说明：
1—仿真操作装置； 2—数字仿真器； 3—接口装置；
4—能量转换装置； 5—传感器； 6—逆变器；
7—发电设备模拟装置； 8—控制装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
本实用新型实施例提供一种发电设备检测系统，具体地，如图1所示，该发电设备检测系统包括：仿真操作装置1、数字仿真器2、接口装置3、能量转换装置4、传感器5、逆变器6和发电设备模拟装置7。该发电设备检测系统可以用于对新能源发电设备进行检测。
以上各结构的具体连接方式如下：仿真操作装置1与数字仿真器2连接；数字仿真器2与仿真操作装置1和接口装置3连接；接口装置3与数字仿真器2、能量转换装置4和传感器5连接；能量转换装置4与接口装置3、逆变器6和实际电网连接；传感器5与接口装置3和逆变器6连接；逆变器6与能量转换装置4、传感器5和发电设备模拟装置7连接；发电设备模拟装置7与逆变器6和实际电网连接；能量转换装置4与逆变器6通过交流电连接，，逆变器6与发电设备模拟装置7通过直流电连接；示例性地，能量转换装置4与逆变器6通过三相电连接，具体电压等级可以为220V。
以上各结构的具体作用如下：仿真操作装置1用于建立电网数字仿真模型，并对电网数字仿真模型包括的多个试验模块的试验顺序进行设置，并向数字仿真器2输出电网数字仿真模型；数字仿真器2用于运行从仿真操作装置1接收的电网数字仿真模型，以模拟电网一次设备和相应的二次控制设备，向接口装置3输出模拟电压，并记录实验数据和录波；接口装置3用于对从数字仿真器2接收的模拟电压进行数模转换，并向能量转换装置4输出数模转换后的模拟电压，以及对从传感器5接收的检测电压进行模数转换，并向数字仿真器2输出模数转换后的检测电压；能量转换装置4用于根据从接口装置3接收的数模转换后的模拟电压和从逆变器6接收的电流，从实际电网获得第一功率，并根据第一功率为逆变器6提供工作电压；逆变器6用于向能量转换装置4输出电流，并将从发电设备模拟装置7接收的直流的检测电流转换为交流的检测电流，向传感器5输出交流的检测电流；发电设备模拟装置7用于从实际电网获得第二功率，第二功率为实际电网的总功率，并向逆变器6输出第二功率对应的直流的检测电流；传感器5用于将从逆变器6接收检测电流转换为检测电压，并向接口装置3输出检测电压。
进一步地，如图1所示，本实用新型实施例中的发电设备检测系统还包括控制装置8，控制装置8与发电设备模拟装置7连接，控制装置8用于对发电设备模拟装置7的性能参数进行设置，控制发电设备模拟装置7的输出，进而方便使用该发电设备检测系统对具有不同工作特性的发电设备进行检测，应用范围更广。
另外，本实用新型实施例中优选数字仿真器2的仿真步长为微秒级，以使使用该发电设备检测系统对发电设备进行检测时，检测结果更准确。处于类似的考虑，本实用新型实施例中优选接口装置3的延时为微秒级，能量转换装置4的延时为微秒级，传感器5的延时为微秒级。
本实用新型提供的发电设备检测系统具有如上所述的结构，从而使得在使用该发电设备检测系统对发电设备进行检测时，仿真操作装置建立电网数字仿真模型，并对电网数字仿真模型包括的多个试验模块的试验顺序进行设置，并向数字仿真器输出所述电网数字仿真模型；数字仿真器运行从仿真操作装置接收的电网数字仿真模型，并向接口装置输出模拟电压；接口装置对模拟电压进行数模转换；发电设备模拟装置从实际电网获得第二功率，第二功率为实际电网的总功率，并向逆变器输出第二功率对应的直流的检测电流；逆变器向能量转换装置输出电流，并将从发电设备模拟装置接收的直流的检测电流转换为交流的检测电流，向传感器输出交流的检测电流；能量转换装置根据从接口装置接收的数模转换后的模拟电压和从逆变器接收的电流，从实际电网获得第一功率，并根据第一功率为逆变器提供工作电压；传感器将从逆变器接收检测电流转换为检测电压，并向接口装置输出检测电压；接口装置对从传感器接收的检测电压进行模数转换，并向数字仿真器输出模数转换后的检测电压；数字仿真器记录试验数据和录波。因此，无需对实际电网的大功率和大电压进行了一定的处理，使其转变为小功率和小电压，进而能够提高对发电设备检测的准确性，从而准确地反映出发电设备的工作特性。
实施例二
本实用新型实施例提供一种发电设备检测方法，该方法用于实施例一中所述的发电设备检测系统中，具体地，该发电系统检测方法包括：
仿真操作装置建立电网数字仿真模型，并对电网数字仿真模型包括的多个试验模块的试验顺序进行设置，并向数字仿真器输出电网数字仿真模型。
数字仿真器运行从仿真操作装置接收的电网数字仿真模型，并向接口装置输出模拟电压。
接口装置对模拟电压进行数模转换。
发电设备模拟装置从实际电网获得第二功率，第二功率为实际电网的总功率，并向逆变器输出第二功率对应的直流的检测电流。
逆变器向能量转换装置输出电流，并将从发电设备模拟装置接收的直流的检测电流转换为交流的检测电流，向传感器输出交流的检测电流。
能量转换装置根据从接口装置接收的数模转换后的模拟电压和从逆变器接收的电流，从实际电网获得第一功率，并根据第一功率为逆变器提供工作电压。
所述传感器将从逆变器接收检测电流转换为检测电压，并向接口装置输出检测电压。
接口装置对从传感器接收的检测电压进行模数转换，并向数字仿真器输出模数转换后的检测电压。
数字仿真器记录试验数据和录波。
进一步地，当发电设备检测系统还包括控制装置时，发电设备检测方法还包括：控制装置对发电设备模拟装置的性能参数进行设置，控制发电设备模拟装置的输出，进而方便使用该发电设备检测方法对具有不同工作特性的发电设备进行检测，应用范围更广。示例性地，上述控制装置对发电设备模拟装置的输出电压，和/或，输出电流，和/或，输出功率，和/或，输出曲线进行设置。
为了便于本领域技术人员理解和实施上述发电设备检测方法，下面本实用新型实施例以发电设备为光伏发电设备为例，对使用该发电设备检测方法对光伏发电设备检测进行多种不同试验时的一些细节进行详细描述：
对光伏发电设备进行最大功率点跟踪稳态试验时，在发电设备检测方法中，控制装置对发电设备模拟装置的光伏I/V特性曲线进行设置，数字仿真器记录其输出的模拟电压、接收的检测电流、有功、无功以及逆变器从启动到找到最大功率点的时间，发电设备模拟装置记录直流的检测电压和直流的检测电流，能量转换装置记录其接收模拟电压、其接收的电流和功率量。
对光伏发电设备进行最大功率点跟踪动态试验时，在发电设备检测方法中，控制装置使所述发电设备模拟装置在不同PV曲线间切换，数字仿真器记录其输出的模拟电压、接收的检测电流、有功、无功以及逆变器从启动到找到最大功率点的时间，发电设备模拟装置记录直流的检测电压和直流的检测电流，能量转换装置记录其接收模拟电压、其接收的电流和功率量。
对光伏发电设备进行低电压穿越试验时，在发电设备检测方法中，控制装置对发电设备模拟装置的光伏I/V特性曲线进行设置(目的在于模拟一天中温度和光照发生的变化，验证光伏发电设备动态追踪MPPT点的性能)，数字仿真器控制模拟电压的跌落过程，以使在T1＝0.125s时刻，能量转换装置向逆变器提供的工作电压跌落至80％，工作电压为三相电，在T2＝0.625s时候恢复正常，数字仿真器记录其输出的模拟电压、接收的检测电流、有功和无功，发电设备模拟装置记录直流的检测电压和直流的检测电流，能量转换装置记录其接收模拟电压、其接收的电流和功率量。
对光伏发电设备进行保护功能试验时，在发电设备检测方法中，数字仿真器记录其输出的模拟电压、接收的检测电流、有功和无功，发电设备模拟装置记录直流的检测电压和直流的检测电流，能量转换装置记录其接收模拟电压、其接收的电流和功率量。示例性地，上述保护功能试验包括欠电压保护试验、过频率保护试验、欠频率保护试验等。
对光伏发电设备进行动态性能试验时，在发电设备检测方法中，控制装置对发电设备模拟装置进行控制，使其分别模拟光伏安装站点近端A相接地150ms故障、近端BC相间短路100ms故障、远端A相接地150ms故障、远端BC相间短路150ms故障，数字仿真器记录其输出的模拟电压、接收的检测电流、有功和无功，发电设备模拟装置记录直流的检测电压和直流的检测电流，能量转换装置记录其接收模拟电压、其接收的电流和功率量。
对光伏发电设备进行不同容量电网下光伏并网试验时，在发电设备检测方法中，修改数字仿真器的电源模型的等效阻抗值，重新启动发电设备检测系统，数字仿真器记录其输出的模拟电压、接收的检测电流、有功、无功以及逆变器从启动到找到最大功率点的时间，发电设备模拟装置记录直流的检测电压和直流的检测电流，能量转换装置记录其接收模拟电压、其接收的电流和功率量。
由于该发电设备检测方法用于以上所述的发电设备检测系统中，因此，该发电设备检测方法具有和以上所述的发电设备检测系统相同的有益效果，此处不再进行赘述。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种发电设备检测系统，其特征在于，包括：仿真操作装置、数字仿真器、接口装置、能量转换装置、传感器、逆变器和发电设备模拟装置；
其中，所述仿真操作装置与所述数字仿真器连接；所述数字仿真器与所述仿真操作装置和所述接口装置连接；所述接口装置与所述数字仿真器、所述能量转换装置和所述传感器连接；所述能量转换装置与所述接口装置、所述逆变器和实际电网连接；所述传感器与所述接口装置和所述逆变器连接；所述逆变器与所述能量转换装置、所述传感器和所述发电设备模拟装置连接；所述发电设备模拟装置与所述逆变器和所述实际电网连接；所述能量转换装置与所述逆变器通过交流电连接，所述逆变器与所述发电设备模拟装置通过直流电连接；
所述仿真操作装置用于建立电网数字仿真模型，并对所述电网数字仿真模型包括的多个试验模块的试验顺序进行设置，并向所述数字仿真器输出所述电网数字仿真模型；
所述数字仿真器用于运行从所述仿真操作装置接收的所述电网数字仿真模型，向所述接口装置输出模拟电压，并记录实验数据和录波；
所述接口装置用于对从所述数字仿真器接收的所述模拟电压进行数模转换，并向所述能量转换装置输出数模转换后的模拟电压，以及对从所述传感器接收的检测电压进行模数转换，并向所述数字仿真器输出模数转换后的检测电压；
所述能量转换装置用于根据从所述接口装置接收的数模转换后的模拟电压和从所述逆变器接收的电流，从实际电网获得第一功率，并根据所述第一功率为所述逆变器提供工作电压；
所述逆变器用于向所述能量转换装置输出电流，并将从所述发电设备模拟装置接收的直流的检测电流转换为交流的检测电流，向所述传感器输出交流的检测电流；
所述发电设备模拟装置用于从所述实际电网获得第二功率，所述第二功率为所述实际电网的总功率，并向所述逆变器输出所述第二功率对应的直流的检测电流；
所述传感器用于将从所述逆变器接收检测电流转换为检测电压，并向所述接口装置输出检测电压。
2.根据权利要求1所述的发电设备检测系统，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与所述发电设备模拟装置连接，所述控制装置用于对所述发电设备模拟装置的性能参数进行设置，控制所述发电设备模拟装置的输出。
3.根据权利要求1所述的发电设备检测系统，其特征在于，所述数字仿真器的仿真步长为微秒级。
4.根据权利要求1所述的发电设备检测系统，其特征在于，所述接口装置的延时为微秒级。
5.根据权利要求1所述的发电设备检测系统，其特征在于，所述能量转换装置的延时为微秒级。
6.根据权利要求1所述的发电设备检测系统，其特征在于，所述传感器的延时为微秒级。
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