[發(fā)明專利]發(fā)電場變流器全功率測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611142752.7
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108614168A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張一博
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天誠同創(chuàng)電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 彭瓊

本發(fā)明公開了一種發(fā)電場變流器全功率測試方法。該方法包括：斷開機(jī)側(cè)斷路器和網(wǎng)側(cè)斷路器，以斷開變流器與發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的電氣連接的步驟；將網(wǎng)側(cè)斷路器和網(wǎng)側(cè)濾波器之間的三相母線短接的步驟；為發(fā)電場變流器的直流側(cè)電容連接直流預(yù)充電裝置的步驟；執(zhí)行如下步驟(a)和/或(b)：(a)斷開機(jī)側(cè)交流熔斷器以斷開機(jī)側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)濾波器的電氣連接，以及閉合網(wǎng)側(cè)交流熔斷器以進(jìn)行發(fā)電場變流器的網(wǎng)側(cè)全功率測試；(b)將機(jī)側(cè)交流熔斷器的發(fā)電機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)濾波器進(jìn)行電氣連接，斷開網(wǎng)側(cè)交流熔斷器以斷開網(wǎng)側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)濾波器的電氣連接，閉合機(jī)側(cè)交流熔斷器以進(jìn)行發(fā)電場變流器的機(jī)側(cè)全功率測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變流器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)電場變流器全功率測試方法。

背景技術(shù)

典型的發(fā)電場發(fā)電機(jī)組的工作過程是：發(fā)電機(jī)將自然能源轉(zhuǎn)化為電能后，再通過變流器將發(fā)電機(jī)輸出的電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓幅值、頻率和相位相匹配的能量形式，并穩(wěn)定輸送到電網(wǎng)，最終實現(xiàn)并網(wǎng)。在這個過程中，變流器是發(fā)電機(jī)組能否順利并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)鍵部件之一，變流器的性能指標(biāo)會直接影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量；甚至如果變流器的指標(biāo)達(dá)不到要求，會威脅到電網(wǎng)的安全。

例如在風(fēng)力發(fā)電中，以直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例，因其良好的電網(wǎng)和電機(jī)友好性能，出色的電網(wǎng)故障穿越能力，以及無齒輪箱傳動等眾多優(yōu)點，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。

典型的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作過程是：風(fēng)能帶動發(fā)電機(jī)槳葉轉(zhuǎn)動，槳葉的動能由同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，通過變流器將發(fā)電機(jī)輸出的電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓幅值、頻率和相位相匹配的能量形式，并穩(wěn)定輸送到電網(wǎng)，最終實現(xiàn)并網(wǎng)。在這個過程中，變流器是機(jī)組能否順利并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)鍵部件之一，變流器的性能指標(biāo)會直接影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量；甚至如果變流器的指標(biāo)達(dá)不到要求，會威脅到電網(wǎng)的安全。

因此，在風(fēng)電機(jī)組正式上線并網(wǎng)發(fā)電之前，必須對其進(jìn)行性能測試。測試包括變流器廠家的出廠測試，以及風(fēng)電整機(jī)廠家在風(fēng)場的現(xiàn)場測試。《GB T25387.2-2010風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全功率變流器第2部分：試驗方法》規(guī)定了變流器性能測試的實驗室模擬測試方法。但是試驗臺的測試環(huán)境不能全面模擬風(fēng)場的各種工作條件，無法預(yù)見和如實反映變流器的現(xiàn)場使用性能，所以，試驗臺模擬測試之外，還必須進(jìn)行現(xiàn)場測試。在現(xiàn)場測試中，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，需要精確定位故障點和故障原因；現(xiàn)場工況與工廠的測試環(huán)境不同，如風(fēng)場電網(wǎng)電壓的波動、對稱性、諧波含量等，也需要現(xiàn)場重新調(diào)試設(shè)定變流器性能參數(shù)；若能實現(xiàn)現(xiàn)場變流器現(xiàn)場全功率測試，則有條件確定所有變流器本身的故障和性能問題，并且能夠在現(xiàn)場進(jìn)行較為復(fù)雜的測試和改造工作，其為成本最低且最安全的現(xiàn)場變流器故障檢測方案和調(diào)試方案。

圖1是現(xiàn)有風(fēng)電變流器環(huán)流全功率試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，風(fēng)電變流器9主要由以下部分構(gòu)成：網(wǎng)側(cè)斷路器1依次與網(wǎng)側(cè)濾波器3、網(wǎng)側(cè)交流熔斷器4、網(wǎng)側(cè)變流器5、直流側(cè)電容6、機(jī)側(cè)變流器7串聯(lián)連接，機(jī)側(cè)交流熔斷器8與機(jī)側(cè)變流器7串聯(lián)連接。其中網(wǎng)側(cè)斷路器1用于控制風(fēng)電變流器并網(wǎng)隔離變壓器30的通斷；網(wǎng)側(cè)濾波器3用于風(fēng)電變流器電流諧波的濾除，以保證電流的電能質(zhì)量；網(wǎng)側(cè)交流熔斷器4用于在交流過流故障下保護(hù)變流器；網(wǎng)側(cè)變流器5、直流側(cè)電容6和機(jī)側(cè)變流器7共同組成風(fēng)電變流器的功率部分。一些較新型號的變流器還設(shè)置有與網(wǎng)側(cè)斷路器1并聯(lián)的預(yù)充電電路2，預(yù)充電電路2用于在變流器啟動前對風(fēng)電直流側(cè)電容電容6進(jìn)行充電。

在環(huán)流試驗中，將風(fēng)電變流器的網(wǎng)側(cè)斷流器1與電網(wǎng)隔離變壓器30通過電纜27相連接，機(jī)側(cè)交流熔斷器8與外接機(jī)側(cè)電抗器22、機(jī)側(cè)斷路器24依次通過電纜21、23串聯(lián)，并通過電纜25接入電網(wǎng)26。實驗時，網(wǎng)側(cè)斷路器1和機(jī)側(cè)斷路器24都處于閉合狀態(tài)，使得網(wǎng)側(cè)變流器5和機(jī)側(cè)變流器7都與電網(wǎng)或通過隔離變壓器與電網(wǎng)相連接，機(jī)側(cè)變流器7通過電網(wǎng)吸收有功能量，通過直流側(cè)連接的機(jī)側(cè)變流器5將有功能量回饋給電網(wǎng)，以達(dá)到變流器全功率運(yùn)行的功能實現(xiàn)。