[发明专利]一种光伏发电的低电压穿越测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源发电测试领域，尤其是涉及一种光伏发电的低电压穿越测试系统及方法。

背景技术

经过近年来的不断发展，光伏发电已成为人类解决能源危机与环境问题的重要手段。随着越来越多的光伏发电系统接入电网，为保证电力系统安全稳定运行，世界各国均制订出相应标准要求所有大中型并网光伏发电系统具备低电压穿越能力，即在电网故障时保持不脱网运行并在故障切除后迅速恢复正常。

低电压穿越测试是验证光伏发电系统关键性能的重要实验，目前所有大中型光伏发电系统必须经过相关机构对低电压穿越功能进行测试认证，光伏发电系统低电压穿越测试的基本原理是将被测系统与模拟电源相连接(其中模拟电源模拟电网运行)，通过模拟电源人为产生故障条件对光伏发电系统的低电压穿越性能进行测试。为模拟电网故障，目前的测试方法主要包括：变压器模拟、阻抗模拟以及变流器模拟三种方法，其中阻抗模拟法是目前广泛采用的低电压穿越测试技术。以现场测试为例，现有的车载移动式测试系统将一系列阻抗构成的故障模拟装置装载在卡车上，现场测试时驱车前往光伏电站现场，然后将阻抗式故障模拟器串联在电网和光伏电站并网点之间，通过配置各相阻抗的大小模拟各类不同严重程度的电网故障完成被测光伏发电系统的低电压穿越测试。

现有技术存在测试设备成本高、运输与安装较复杂、测试过程可能威胁电网安全等不足，因此实际工程中需要更为简便、经济以及安全的光伏发电系统低电压穿越测试技术。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种光伏发电的低电压穿越测试系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种光伏发电的低电压穿越测试系统，该系统包括依次连接的电网、升压站、电站输出汇总点开关和光伏电站输出汇总点，以及分别与光伏电站输出汇总点连接的模拟电网和被测光伏发电装置，所述的升压站内设有升压站变压器，所述的模拟电网包括一个或多个并联的电网模拟单元，所述的电网模拟单元和被测光伏发电装置均包括光伏阵列和光伏并网逆变器，所述的光伏电站输出汇总点、光伏并网逆变器和光伏阵列依次连接。

所述的光伏并网逆变器为隔离型光伏并网逆变器或非隔离型光伏并网逆变器，当光伏并网逆变器为隔离型光伏并网逆变器时，所述的光伏并网逆变器包括依次连接的网侧变流器、LC滤波器、升压变压器和并网开关，当光伏并网逆变器为非隔离型光伏并网逆变器时，所述的光伏并网逆变器包括依次连接的网侧变流器、LC滤波器和并网开关，所述的并网开关与光伏电站输出汇总点连接，所述的网侧变流器与光伏阵列连接。

所述的电网模拟单元的光伏阵列和网侧变流器之间的直流母线上并联设有直流母线电容和外置crowbar电路，所述的被测光伏发电装置的光伏阵列和网侧变流器之间的直流母线上并联设有直流母线电容，所述的外置crowbar电路包括相互连接的投切开关和crowbar电阻，所述的投切开关和crowbar电阻分别与直流母线连接。

一种光伏发电的低电压穿越测试方法，包括以下步骤：

1)测试准备；

2)启动电网模拟单元；

3)启动被测光伏发电装置，包括以下步骤：

31)启动被测光伏发电装置的光伏阵列并完成直流母线电容预充电；

32)通过被测光伏发电装置网侧变流器控制直流母线电压，实现最大功率点跟踪运行；

33)投入各电网模拟单元的外置crowbar电路消耗被测光伏发电装置输出的有功功率，将电网模拟单元的直流母线电压控制在一定限值；

4)进行低电压穿越测试，包括以下步骤：

41)电网模拟单元模拟电网故障运行产生故障电压，电网故障包括三相对地故障、单相对地故障和相间故障；

42)被测光伏发电装置进入低电压穿越运行状态；

43)电网模拟单元恢复电网电压正常运行；

44)被测光伏发电装置恢复正常运行；

45)低电压穿越测试结束；

5)完成测试并安全停机。

所述的步骤1)具体包括以下步骤：

11)根据被测光伏发电装置的容量和光伏电站的实际条件，确定电网模拟单元并联组数，所述的电网模拟单元并联组数符合以下条件：

∑P_grid(n)≥P_{Test_max}(n＝1,2,…N_g)