[發明專利]研究高滲透率新能源電力系統的實驗裝置和方法

在審

• 申請號: 201810134504.0
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108414831A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 黃永章
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

1.一種研究高滲透率新能源電力系統的實驗裝置，其特征在于，包括：驅動電源(1)和MGP系統(2)；

所述驅動電源(1)與MGP系統(2)和本地負荷(5)相連接，所述MGP系統(2)與電網(3)和負載(4)相連接；

所述驅動電源(1)為模擬真實光伏發電和風力發電特性的模擬系統，或光伏、風電新能源的真實系統；

當驅動電源(1)為模擬系統時，由若干個電力電子裝置以并聯的方式與MGP系統(2)相連，共同驅動MGP系統(2)，其中，每個電力電子裝置由電源和換流器組成；所述電源為直流電源或交流電源，換流器為逆變器或變頻器；

當驅動電源(1)為真實系統時，該驅動電源(1)為風機和換流器構成的風力發電系統，或光伏發電板和換流器構成的光伏發電系統，或電池和換流器構成的儲能發電系統，或上述發電系統的不同組合。

2.根據權利要求1所述的一種研究高滲透率新能源電力系統的裝置，其特征在于，所述MGP系統(2)由源端(201)、同步電動機(202)、機械連接(203)、同步發電機(204)、并網端(205)和測量裝置(206)組成，

其中，同步電動機(202)的一端與源端(201)相連，另一端通過機械連接(203)與同步發電機(204)相連，同步電動機(202)和同步發電機(204)組成同步電機對，通過并網端(205)并入電網(3)，所述機械連接(203)用于將源端(201)和并網端(205)電氣隔離；所述測量裝置(206)與同步電機對的測量點a和測量點b聯接，用于測量電壓、電流、功率、頻率、轉速、轉矩、功角和諧波系統特性參數。

3.一種研究高滲透率新能源電力系統的實驗方法，其特征在于，所述實驗方法為：

(1)研究高滲透率新能源電力系統的穩定性，包括研究高滲透率新能源電力系統中多換流器的并聯運行、系統的慣性支撐和頻率穩定、電壓穩定、小干擾穩定和阻尼、暫態功角穩定、以及MGP系統并網和離網運行特性；

(2)研究高滲透率新能源電力系統的諧波，具體步驟如下所述：

1)將驅動電源直接并入電網，利用測量裝置測量a點的諧波電壓或諧波電流，得到驅動電源在不經任何濾波處理時輸出諧波含量；

2)將驅動電源輸出的電能經過濾波器濾波后并入電網，利用測量裝置測量a點的諧波電壓或諧波電流，得到驅動電源經過濾波器濾波后的諧波含量；

3)將驅動電源輸出的電能通過MGP系統并入電網，利用測量裝置測量b點的諧波電壓或諧波電流，得到驅動電源經MGP系統濾波后的諧波含量；

4)基于上述測量數據，研究驅動電源產生的次同步和超同步諧波，通過對比步驟2)和步驟3)對諧波的過濾效果，研究提升MGP系統抑制次同步和超同步諧波的方法。

4.根據權利要求3所述的一種研究高滲透率新能源電力系統的實驗方法，其特征在于，所述研究高滲透率新能源電力系統中多換流器的并聯運行還包括：多臺換流器并聯后共同匯入源端的匯聚方法，多臺換流器并聯驅動同步電動機時的功率協調分配控制，多臺換流器之間的環流控制和并聯參數協調整定。

5.根據權利要求3所述的一種研究高滲透率新能源電力系統的實驗方法，其特征在于，所述研究高滲透率新能源電力系統的慣性支撐和頻率穩定還包括：系統帶負載實驗以及系統并網實驗，所述系統帶負載實驗用于研究負載突變時，同步發電機的輸出頻率的變化特性，以及MGP系統提供的慣性對頻率動態變化的影響；所述系統并網實驗，用于研究驅動電源突變時，同步發電機的輸出頻率的變化特性。

6.根據權利要求3所述的一種研究高滲透率新能源電力系統的實驗方法，其特征在于，所述研究高滲透率新能源電力系統的電壓穩定還包括：系統并網實驗，通過在電網中設置低電壓、高電壓和故障的工況，研究同步發電機對并網端電壓的支撐作用。

7.根據權利要求3所述的一種研究高滲透率新能源電力系統的實驗方法，其特征在于，所述研究高滲透率新能源電力系統的小干擾穩定和阻尼還包括：系統并網實驗和帶負載實驗，通過設置負載變化、短路不同類型的故障，設置和同步電動機和同步發電機的勵磁控制模式，研究小干擾穩定性。