[发明专利]分布式能源发电实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电领域，具体而言，涉及一种分布式能源发电实验系统。

背景技术

间歇式可再生能源发电会对电网的安全稳定带来一系列的影响，电网友好型分布式新能源发电技术利用混合储能系统可有效抑制电源功率波动，通过对后端DC/AC换流器的灵活控制，还可实现对电网电压和频率进行支撑调节。搭建开放式的实验平台是开展分布式新能源和微电网相关技术研究的有效手段，目前，相关技术中搭建的关于分布式电源和微电网的相关实验平台主要分为以下几类：

（1）实验平台全部以纯物理机组搭建实现。目前，国多内外搭建了诸多分布式电源和微电网的实验平台，在该类平台一次设备主要包括风力发电单元、光伏发电单元、蓄电池储能单元、传统的旋转发电单元等分布式电源，通过监控平台完成分布式电源的监控与能量管理，最终实现系统的稳定运行。在该类分布式电源和微电网实验平台中，所有环节都通过实际的物理模型实现，并且所有的控制策略已封装固化到设备内部，该实验平台的开放程度远远无法满足相关实验研究的需要。

（2）实验平台以纯数字的仿真程序实现。目前，国内外有很多关于分布式电源或微电网相关仿真平台，该平台的通过一些综合分析程序，在计算机上实现的是一种纯数字的分析计算，分析对象全部通过数字模型实现。在该类实验平台中，缺乏对分布式电源和微电网一些电磁暂态的实证性分析研究。

（3）实验平台以实时仿真器实现分布式电源主控系统。目前，国内外有些分布式电源的半实物仿真平台，该平台中的分布式电源一次主电路由实际的物理器件搭建，分布式电源的主控制器由实时仿真器实现，通过在实时仿真器中搭建控制模型，实现分布式电源的半实物仿真。在该类实验平台中，分布式电源的所有控制策略全部放入仿真器中，未采用分层控制设计技术，导致分布式电源失去了就地自控能力，不利于分布式电源运行模式的灵活切换。

针对相关技术中分布式电源运行模式的切换不够灵活的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种分布式能源发电实验系统，以解决相关技术中分布式电源运行模式的切换不够灵活的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种分布式能源发电实验系统。该分布式能源发电实验系统包括：线路阻抗模拟装置，用于模拟不同距离运行的分布式电源；分布式电源，与线路阻抗模拟装置相连接，用于通过线路阻抗模拟装置接入电网，用于模拟不同的线路参数运行；系统负荷模拟装置，用于模拟系统在不同负荷条件下运行；数字实时仿真装置，用于建立多种数字仿真模型进行仿真运行。

进一步地，分布式能源发电实验系统还包括：可再生能源发电模块；锂电池储能模块；超级电容储能模块；DC/AC变换器；底层控制器。

进一步地，分布式能源发电实验系统还包括：DC/AC换流器；直流母线；交流系统。

进一步地，可再生能源发电模块、锂电池储能模块和超级电容储能模块分别通过DC/AC变换器与直流母线并联构成功率可控的直流供电系统，直流供电系统通过DC/AC换流器与交流系统相连。

进一步地，分布式电源的运行模式为并网模式，在并网模式下，分布式电源按照上级的P、Q调度指令并网运行。

进一步地，分布式电源按照以下方式运行并网模式：通过数字实时仿真装置选择并网模式，获取设置的调度指令；选择调度指令模式运行；控制逆变电压；数字实时仿真装置下达切换指令；换流器按照调度指令并网运行。

进一步地，分布式电源的运行模式为自同步模式，在自同步模式下，分布式电源按照接入电网的信号，通过自适应控制实现电压源模式与电网的并联运行。

进一步地，分布式电源按照以下方式运行自同步模式：通过数字实时仿真装置选择自同步模式；换流器控制逆变电压；闭合并网开关K；数字实时仿真装置下达通道切换指令；换流器按照调度指令并网运行。

进一步地，分布式电源的运行模式为独立模式，在独立模式下，分布式电源按照上级的V、F调度指令独立运行。

进一步地，数字实时仿真装置为用于在纯数字仿真过程中对电源的控制策略进行修改的纯数字实时仿真装置，数字实时仿真装置还用于将纯数字仿真模型中控制系统的输入信号切换到纯数字实时仿真装置实际的输入信号进行数字/物理混合仿真。

通过本发明，解决了相关技术中分布式电源运行模式的切换不够灵活的问题，进而达到了使得分布式电源运行模式能够灵活切换的效果。

附图说明