[发明专利]一种风电并网测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电并网测试装置，并提供该装置的测试方法，属于风电并网技术领域，以满足风电机组并网适应性测试要求。

背景技术

随着能源危机的日益严重，风能作为一种可再生能源受到世界广泛关注。近年来，风电产业迅速发展，装机容量不断增长，风力发电已成为电能来源不可或缺的途径之一。但是常常由于风机对电网适应性差而导致风机脱网等事故，风电并网技术的滞后严重制约我国风电产业的发展。

为了提升风电技术水平，保障风机性能和电网安全，风电并网测试技术逐步受到重视，我国已经对风电并网技术进行了相关研究并制定了相应的标准，要求风机并网时进行电压、频率、谐波、电压波动和闪变、三相不平衡、高低电压穿越等适应性测试，并满足其它一些并网技术要求。

近年来，国内外对风电并网测试研究逐步增多，但其研究主要针对风电并网的监测领域，通过专用设备对电能质量进行监测，当产生电压波动或不符合并网要求时切断风机电源。同时也存在一些其它的并网检测装置，如一些多功能电网模拟器、光伏并网逆变器测试系统，但他们大都存在体积大，电能损耗多，动态响应速度慢，成本高或操作复杂等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电并网测试装置及测试方法，该并网检测装置操作简单、加快了逆变器输出电压的动态响应速度且使电能损耗降低。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种风电并网测试装置，包括三绕组升压变压器、整流器、延时闭合继电器、平波电容、逆变器、滤波器、输入断路器、输出断路器和检测准备开关、DSP控制单元以及计算机；所述输入断路器的输入端连接三相交流电网，输出断路器的输出端连接风力发电系统，所述输入断路器的输出端连接三绕组升压变压器原边绕组输入端，所述三绕组升压变压器的副边绕组输出端连接整流器输入端，所述整流器输出端连接直流母线后再经延时闭合继电器与平波电容的输入端连接，所述平波电容输出端连接逆变器输入端，所述逆变器输出端连接滤波器输入端，所述滤波器输出端连接降压变压器原边，所述降压变压器副边连接输出断路器输入端；所述检测准备开关跨接于输入断路器输出端及输出断路器输入端；所述DSP控制单元分别连接整流器输出端、逆变器控制信号输入端、逆变器及滤波器输出端，所述DSP控制单元还与计算机连接。

优选的，上述风电并网测试装置，其中，所述三绕组升压变压器采用Y/Y/Δ方式连接。

优选的，上述风电并网测试装置，其中，所述整流器采用十二脉动整流方式，即将两组三相不可控整流桥串联。

优选的，上述风电并网测试装置，其中，所述延时闭合继电器由限流电阻和延时闭合继电开关并联组成。

优选的，上述风电并网测试装置，其中，所述逆变器为正弦脉宽调制SPWM控制的电压源型逆变器，所述逆变器为三相三桥臂工作方式，所述逆变器采用对称三角波作为载波。

优选的，上述风电并网测试装置，其中，所述滤波器为三相Γ型LC滤波器。

优选的，上述风电并网测试装置，其中，DSP控制单元采用TMS320F2812芯片，用于控制输入断路器、输出断路器、测试准备开关的通断，控制逆变器，采集整流器、逆变器和滤波器的输出电压、电流、相位、频率和谐波等信号，同时与上位机进行通信。

本发明还提供一种风电并网测试装置的测试方法，使用所述风电并网测试装置，对并网时电网电压存在电压波动、频率波动、三相电压不平衡、闪变或谐波时进行适应性测试。

优选的，所述的风电并网测试装置的测试方法，其中，所述检测准备开关为并网检测作准备，决定实际电网或模拟电网与风机的通断。计算机指定测试项目并传送测试命令给DSP，DSP按指定命令产生相应的逆变器驱动信号。电网电压经三绕组移相升压变压器、整流、逆变、降压后输出计算机指定的并网测试所要求的模拟电压，再根据风电机组电网适应性测试相关规定进行测试。

优选的，所述的风电并网测试装置的测试方法，其中，所述DSP根据指定电压，采用滑模控制对滤波器输出电压进行跟踪控制，从而使滤波器输出电压快速达到指定要求。

本发明的优点在于：

1.测试开始时采用升压变压器，使副边电流减小，减小了测试装置尤其是LC滤波电感上的电能损耗；

2.同时DSP控制单元中采用滑模控制器对逆变器及滤波器输出电压进行控制，加快了逆变器输出电压的动态响应速度，使滤波器输出电压与电压设定值基本一致；