[發(fā)明專利]研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810134504.0
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108414831A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃永章
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)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(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：驅(qū)動(dòng)電源(1)和MGP系統(tǒng)(2)；

所述驅(qū)動(dòng)電源(1)與MGP系統(tǒng)(2)和本地負(fù)荷(5)相連接，所述MGP系統(tǒng)(2)與電網(wǎng)(3)和負(fù)載(4)相連接；

所述驅(qū)動(dòng)電源(1)為模擬真實(shí)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電特性的模擬系統(tǒng)，或光伏、風(fēng)電新能源的真實(shí)系統(tǒng)；

當(dāng)驅(qū)動(dòng)電源(1)為模擬系統(tǒng)時(shí)，由若干個(gè)電力電子裝置以并聯(lián)的方式與MGP系統(tǒng)(2)相連，共同驅(qū)動(dòng)MGP系統(tǒng)(2)，其中，每個(gè)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(dāng)驅(qū)動(dòng)電源(1)為真實(shí)系統(tǒng)時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電源(1)為風(fēng)機(jī)和換流器構(gòu)成的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，或光伏發(fā)電板和換流器構(gòu)成的光伏發(fā)電系統(tǒng)，或電池和換流器構(gòu)成的儲能發(fā)電系統(tǒng)，或上述發(fā)電系統(tǒng)的不同組合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的裝置，其特征在于，所述MGP系統(tǒng)(2)由源端(201)、同步電動(dòng)機(jī)(202)、機(jī)械連接(203)、同步發(fā)電機(jī)(204)、并網(wǎng)端(205)和測量裝置(206)組成，

其中，同步電動(dòng)機(jī)(202)的一端與源端(201)相連，另一端通過機(jī)械連接(203)與同步發(fā)電機(jī)(204)相連，同步電動(dòng)機(jī)(202)和同步發(fā)電機(jī)(204)組成同步電機(jī)對，通過并網(wǎng)端(205)并入電網(wǎng)(3)，所述機(jī)械連接(203)用于將源端(201)和并網(wǎng)端(205)電氣隔離；所述測量裝置(206)與同步電機(jī)對的測量點(diǎn)a和測量點(diǎn)b聯(lián)接，用于測量電壓、電流、功率、頻率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功角和諧波系統(tǒng)特性參數(shù)。

3.一種研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)方法為：

(1)研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，包括研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)中多換流器的并聯(lián)運(yùn)行、系統(tǒng)的慣性支撐和頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、小干擾穩(wěn)定和阻尼、暫態(tài)功角穩(wěn)定、以及MGP系統(tǒng)并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行特性；

(2)研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的諧波，具體步驟如下所述：

1)將驅(qū)動(dòng)電源直接并入電網(wǎng)，利用測量裝置測量a點(diǎn)的諧波電壓或諧波電流，得到驅(qū)動(dòng)電源在不經(jīng)任何濾波處理時(shí)輸出諧波含量；

2)將驅(qū)動(dòng)電源輸出的電能經(jīng)過濾波器濾波后并入電網(wǎng)，利用測量裝置測量a點(diǎn)的諧波電壓或諧波電流，得到驅(qū)動(dòng)電源經(jīng)過濾波器濾波后的諧波含量；

3)將驅(qū)動(dòng)電源輸出的電能通過MGP系統(tǒng)并入電網(wǎng)，利用測量裝置測量b點(diǎn)的諧波電壓或諧波電流，得到驅(qū)動(dòng)電源經(jīng)MGP系統(tǒng)濾波后的諧波含量；

4)基于上述測量數(shù)據(jù)，研究驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)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(tǒng)抑制次同步和超同步諧波的方法。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)中多換流器的并聯(lián)運(yùn)行還包括：多臺換流器并聯(lián)后共同匯入源端的匯聚方法，多臺換流器并聯(lián)驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)時(shí)的功率協(xié)調(diào)分配控制，多臺換流器之間的環(huán)流控制和并聯(lián)參數(shù)協(xié)調(diào)整定。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的慣性支撐和頻率穩(wěn)定還包括：系統(tǒng)帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)以及系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，所述系統(tǒng)帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)用于研究負(fù)載突變時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的輸出頻率的變化特性，以及MGP系統(tǒng)提供的慣性對頻率動(dòng)態(tài)變化的影響；所述系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，用于研究驅(qū)動(dòng)電源突變時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的輸出頻率的變化特性。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定還包括：系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，通過在電網(wǎng)中設(shè)置低電壓、高電壓和故障的工況，研究同步發(fā)電機(jī)對并網(wǎng)端電壓的支撐作用。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述研究高滲透率新能源電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定和阻尼還包括：系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)和帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)，通過設(shè)置負(fù)載變化、短路不同類型的故障，設(shè)置和同步電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制模式，研究小干擾穩(wěn)定性。