高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，該套檢測設備采用車載集裝箱的結構，采用高度集成的設計集中在3個集裝箱內，分別為集控及變壓器集裝箱、降壓變壓器集裝箱、升壓變壓器集裝箱。檢測設備通過降壓變壓器將電網側高壓降低到低壓，然后連接低壓變頻器，再通過升壓變壓器升高到高壓側，連接被測光伏電站。本發明的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，應用于4000米以下高海拔大中型光伏電站的移動檢測，能夠滿足容量1.5MW及以下光伏電站現場檢測的要求，能夠模擬電網穩態時的電壓和頻率擾動，檢測光伏電站適應電網擾動的能力。
【專利說明】高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及光伏發電站電網擾動模擬系統的移動式檢測，尤其涉及一種高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備。
【背景技術】
[0002]近年來，我國大力支持發展新能源技術，隨著太陽能光伏發電裝機比例的快速增力口，同風力發電機組一樣，電力系統對接入電網的大中型光伏電站在電網發生暫態故障時的運行能力提出了要求，國家電網公司《光伏電站接入電網技術規定》明確要求大中型光伏電站具備抗電網頻率擾動的能力。
[0003]隨著光伏并網檢測試驗的不斷進行，目前適用于高海拔地區的光伏并網檢測設備是是基于電力電子設備，通過對電力電子元器件的控制，改變輸出電壓的幅值，模擬電網電壓的故障狀態，根據各個電站的實際接線方式，選擇不同的接線方式，將所用的測試設備串接在電站的逆變器與主母線之間，通過對電力電子設備的控制，對所測試的逆變器進行測試。
[0004]目前高海拔地區，尤其是青海地區的光伏產業呈現飛躍式的發展狀態，而光伏電站并網逆變器的電網擾動測試，由于檢測設備受海拔與絕緣距離的限制無法滿足更高海拔的光伏電站的并網檢測的要求。
[0005]青海電網光伏電站大多集中在網架薄弱、負荷基數小的末端電網，與用電負荷呈逆向分布，加之光伏電站出力間歇性、波動性的特點，對電網的安全穩定運行帶來較大影響。目前光伏并網檢測設備針對逆變器的檢測項目受檢測設備的制約無法進行高電壓擾動性能測試。
[0006]有鑒于此，本發明提供高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，以滿足實際應用需要。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是:為了填補現有技術的空白，本發明設計了高海拔地區并網光伏逆變器電網擾動模擬測試系統的移動式檢測設備，依據海拔4000m設計，能夠滿足該海拔之下的所有逆變器的并網擾動性能測試。
[0008]本發明所采用的技術方案是:一種高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，該套檢測設備采用車載集裝箱的結構，采用高度集成的設計集中在3個集裝箱內，分別為集控及變壓器集裝箱、降壓變壓器集裝箱、升壓變壓器集裝箱，集裝箱為標準尺寸，滿足運輸限制要求，其特征在于:
集控及變頻器集裝箱內部放置集控操作臺、低壓配電柜、低壓變頻器及水冷裝置，集裝箱內側的固定安裝架上固定18個一次接口，用于和變壓器集裝箱進行外部線路連接；
降壓變壓器集裝箱內部放置降壓變壓器、中壓開關柜以及配套的PT柜，集裝箱尾部放置電纜卷盤，集裝箱內側的固定安裝架上固定一二次電纜對外接口，用于和電站、集控及變頻器集裝箱連接；
升壓變壓器集裝箱內部放置升壓變壓器、中壓開關柜以及配套的PT柜，集裝箱尾部放置電纜卷盤，集裝箱內側的固定安裝架上固定一二次電纜對外接口，用于和電站、集控及變頻器集裝箱連接；
檢測設備通過降壓變壓器將電網側高壓降低到低壓，然后連接低壓變頻器，再通過升壓變壓器升高到高壓側，連接被測光伏電站。
[0009]如上所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，降壓變壓器的高壓側為35kV、10kV兩種不同的電壓等級，通過不同的抽頭實現，低壓側為690V ;升壓變壓器的低壓側為690V，高壓側為35kV、10kV兩種不同的電壓等級，通過不同的抽頭實現。
[0010]如上所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，檢測設備配置2套35kV開關，采用SF6開關柜，并且兼容35kV和1kV兩種電壓要求。
[0011]如上所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，中壓開關柜內包含CT，PT單獨放置在PT柜，PT具備35kV和1kV兼容測量；在升壓變壓器集裝箱內，配置有2組PT，I組35kV PT，I組1kV PT，1kV PT連接在線路上。
[0012]如上所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，集控操作臺上具有操作面板、PLC和微機后臺，組成集控系統，用于整個電網擾動移動檢測系統的監測與控制。
[0013]如上所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，集控及變頻器集裝箱、降壓變壓器集裝箱和升壓變壓器集裝箱內均安裝煙霧報警裝置，發生煙霧報警后，煙霧報警裝置將報警信號傳送到集控系統的PLC中，由PLC啟動檢測系統緊急停機流程。
[0014]本發明的有益效果是:本發明的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，應用于4000米以下高海拔大中型光伏電站的移動檢測，能夠滿足容量1.5MW及以下光伏電站現場檢測的要求，能夠模擬電網穩態時的電壓和頻率擾動，檢測光伏電站適應電網擾動的能力。
[0015]該檢測設備采用電網模擬器作為頻擾和高電壓擾動源，同時實現頻擾和高電壓擾動等功能，操作簡單，可靠性高。系統具有很高的電壓調節范圍，高電壓擾動范圍高達
1.35PU，具有調整范圍寬，測試靈活等特點。使逆變器能更加適應電網的不同狀態，保證電網安全與穩定。
[0016]與之前的檢測設備相比較，該設備操作性更方便，操作更簡便，可靠性高，精度高，可設計性更強。整個檢測設備集裝箱具備專業的抗震設計，適合西北荒漠化/半荒漠化地區開展光伏并網測試工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備的連接架構圖。
[0018]圖2為集控及變頻器集裝箱內部布置圖。
[0019]圖3為降壓變壓器集裝箱及升壓變壓器集裝箱內部布置圖。
[0020]圖4為移動檢測設備的配電系統總體架構圖。
[0021]圖5為變頻器集裝箱配電柜結構圖。
[0022]圖6為集控系統結構原理圖。
[0023]圖7為集控操作臺操作面板布置示意圖。
[0024]圖8為PLC功能結構圖。
【具體實施方式】
[0025]為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權利要求書限定范圍之內。
[0026]高海拔地區并網逆變器電網故障模擬系統移動檢測設備，應用于4000米以下高海拔大中型光伏電站的移動檢測，滿足容量1.5MW及以下光伏電站現場檢測的要求，能夠模擬電網穩態時的電壓擾動,檢測光伏電站適應電網擾動的能力。
[0027]如圖所示，本檢測設備直接和35kV或1kV電網相連，經過網側開關柜后通過降壓變壓器變到690V，經電網擾動裝置后輸出電壓和頻率可變的電壓，然后通過升壓變壓器升壓至35kV或10kV，通過機側開關柜連接到被測光伏單元。電網擾動系統采用低壓四象限背靠背變頻器方式實現，整個檢測設備通過集控系統實現系統的監控。
[0028]35kV或1kV電網系統進線通過內錐形插頭接入網側開關柜，開關柜內配置一組CT, CT有保護和測量兩組抽頭，保護抽頭連接至綜合保護裝置，從開關柜出來后分接2路，I路去PT柜，I路去內部接線端子，從內部接線端子再連接降壓變壓器，從降壓變壓器出線側連接集裝箱內對外接口端子，從降壓變壓器集裝箱對外接口端子連接690V電纜，連接變頻器集裝箱對外接口端子，從變頻器的輸出側對外接口端子連接690V電纜，連接升壓變壓器對外接口電纜，升壓變壓器高壓側輸出線通過內錐形插頭接入機側開關柜，并分接I路到PT柜，固定連接2組PT，I組35kV PT，I組1kV PT，1kV PT通過電動刀閘連接在線路上，機側開關柜出線側配置一組測量CT，從機側開關柜的出線連接至降壓變壓器集裝箱對外接口，通過對外接口連接電站電纜。
[0029]如圖2所示，集控及變頻器集裝箱內部放置集控操作臺、低壓配電柜、低壓變頻器及水冷裝置，集裝箱內側的固定安裝架上固定18個一次接口，用于和變壓器集裝箱進行外部線路連接。此外在集控操作箱體內安裝一臺空調。
[0030]降壓變壓器集裝箱內部放置降壓變壓器、中壓開關柜以及配套的PT柜，集裝箱尾部放置電纜卷盤，集裝箱內側的固定安裝架上固定一二次電纜對外接口，用于和電站及變頻器集裝箱連接。內部布局圖如圖3所示。
[0031]升壓變壓器集裝箱內部布置與降壓變壓器集裝箱基本相同，內部放置升壓變壓器、中壓開關柜以及配套的PT柜，集裝箱尾部放置電纜卷盤，集裝箱內側的固定安裝架上固定一二次電纜對外接口，用于和電站及變頻器集裝箱連接。內部布局圖如圖3所示。
[0032]本檢測設備通過降壓變壓器將電網側高壓降低到低壓，然后連接變頻器，再通過升壓變壓器升高到高壓側，連接被測光伏電站。
[0033]因此本檢測系統包含一臺降壓變壓器和一臺升壓變壓器。降壓變壓器的高壓側為35kV、10kV兩種不同的電壓等級，通過不同的抽頭實現，低壓側為690V。升壓變壓器的低壓側為690V，高壓側為35kV、10kV兩種不同的電壓等級，通過不同的抽頭實現。
[0034]對于高海拔應用，根據變壓器國家標準中的規定需對絕緣水平及溫升進行修正，由于絕緣水平的升高，變壓器需采取適當增加高壓線圈與低壓線圈間的主空道距離，增加絕緣筒數量，增加高壓線圈與鐵芯軛部的距離，增加每相高壓線圈間的間距等措施。對于車載情況，考慮到抗震因素，變壓器鐵心加強綁扎，同時將線圈與鐵心之間撐緊，線圈上下部墊塊采用橡膠墊進行減震，同時變壓器整體采用合理的鋼架固定，變壓器具備一定的抗震能力。
[0035]檢測設備配置2套35kV開關，由于本檢測系統運行在4000米海拔，因此選擇SF6開關柜，并且兼容35kV和1kV兩種電壓要求。
[0036]開關柜具體參數如下:
表I開關柜參數表
【權利要求】
1.一種高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，該套檢測設備采用車載集裝箱的結構，采用高度集成的設計集中在3個集裝箱內，分別為集控及變壓器集裝箱、降壓變壓器集裝箱、升壓變壓器集裝箱，集裝箱為標準尺寸，滿足運輸限制要求，其特征在于: 集控及變頻器集裝箱內部放置集控操作臺、低壓配電柜、低壓變頻器及水冷裝置，集裝箱內側的固定安裝架上固定18個一次接口，用于和變壓器集裝箱進行外部線路連接； 降壓變壓器集裝箱內部放置降壓變壓器、中壓開關柜以及配套的PT柜，集裝箱尾部放置電纜卷盤，集裝箱內側的固定安裝架上固定一二次電纜對外接口，用于和電站、集控及變頻器集裝箱連接； 升壓變壓器集裝箱內部放置升壓變壓器、中壓開關柜以及配套的PT柜，集裝箱尾部放置電纜卷盤，集裝箱內側的固定安裝架上固定一二次電纜對外接口，用于和電站、集控及變頻器集裝箱連接； 檢測設備通過降壓變壓器將電網側高壓降低到低壓，然后連接低壓變頻器，再通過升壓變壓器升高到高壓側，連接被測光伏電站。
2.根據權利要求1所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，降壓變壓器的高壓側為35kV、10kV兩種不同的電壓等級，通過不同的抽頭實現，低壓側為690V ;升壓變壓器的低壓側為690V，高壓側為35kV、1kV兩種不同的電壓等級，通過不同的抽頭實現。
3.根據權利要求1所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，檢測設備配置2套35kV開關，采用SF6開關柜，并且兼容35kV和1kV兩種電壓要求。
4.根據權利要求1所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，中壓開關柜內包含CT，PT單獨放置在PT柜，PT具備35kV和1kV兼容測量；在升壓變壓器集裝箱內，配置有2組PT，I組35kV PT，I組1kV PT，1kV PT連接在線路上。
5.根據權利要求1所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，集控操作臺上具有操作面板、PLC和微機后臺，組成集控系統，用于整個電網擾動移動檢測系統的監測與控制。
6.根據權利要求5所述的高海拔光伏電站電網擾動模擬測試系統移動檢測設備，其特征在于，集控及變頻器集裝箱、降壓變壓器集裝箱和升壓變壓器集裝箱內均安裝煙霧報警裝置，發生煙霧報警后，煙霧報警裝置將報警信號傳送到集控系統的PLC中，由PLC啟動檢測系統緊急停機流程。
【文檔編號】H02S50/00GK104184410SQ201410302555
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】楊軍, 楊小庫, 張海寧, 李春來, 孟可風, 宋銳, 楊立濱, 孔祥鵬, 叢貴斌, 李正曦, 王軒, 趙世昌, 楊 嘉, 馬勇飛, 梁英, 劉可, 張 杰 申請人:國網青海省電力公司電力科學研究院