[發(fā)明專利]低頻輸電閉環(huán)測試系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010215386.3
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111382525A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋文樂;劉楊;宋華輝
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河北省電力有限公司滄州供電分公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)河北省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G01R31/00;G06F111/10
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 甄伊寧;董金國

本公開提供的低頻輸電閉環(huán)測試系統(tǒng)及方法屬于低頻輸電評估測試技術(shù)領(lǐng)域，其中低頻輸電閉環(huán)測試系統(tǒng)，適用于低頻輸電系統(tǒng)，包括根據(jù)典型場景分析的低頻輸電系統(tǒng)分析模塊、用于建立組網(wǎng)模型的組網(wǎng)建模模塊、用于建立組裝置模塊的裝置建模模塊和用于采集裝置模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)的閉環(huán)測試模塊；低頻輸電閉環(huán)測試方法，應(yīng)用于低頻輸電閉環(huán)測試系統(tǒng)，根據(jù)低頻輸電系統(tǒng)分析模塊輸出結(jié)果在組網(wǎng)建模模塊中建立組網(wǎng)模型，根據(jù)組網(wǎng)模型在裝置建模模塊中建立裝置模型，根據(jù)裝置模型在閉環(huán)測試模塊中運(yùn)行并獲得裝置模型在組網(wǎng)模型并獲得閉環(huán)測試數(shù)據(jù)。本公開提供技術(shù)方案可用于對低頻輸電系統(tǒng)在不同場景下的需求及適用性實(shí)施效果的技術(shù)評估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低頻輸電評估測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及低頻輸電系統(tǒng)的閉環(huán)測試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

低頻輸電系統(tǒng)(Low Frequency AC Transmission System，簡稱LFAC)作為一種新型的輸電方式，通過降低系統(tǒng)工作頻率f，一方面線路感抗X_L隨頻率下降而減小，使得輸電線路阻抗大大降低，等效縮短線路的電氣距離；另一方面線路容抗X_C隨頻率下降而增大，可減少電纜線路充電無功，大大提升線路的輸送容量，是未來具有發(fā)展前景的并網(wǎng)輸電方式之一。

在大容量、遠(yuǎn)距離海上風(fēng)電并網(wǎng)場景下，若采用工頻交流輸電方式，海纜線路電容效應(yīng)明顯，導(dǎo)致電纜的有效負(fù)載能力下降，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模海上風(fēng)能的匯集與傳輸；若采用柔性直流輸電方式，則需建設(shè)雙端換流站及海上平臺，投資大，檢修維護(hù)費(fèi)用高。為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、遠(yuǎn)距離海上風(fēng)電匯集的電力輸送，迫切需要此類場景下輸電的新方法和新技術(shù)。

以海上風(fēng)電并網(wǎng)為例，如采用工頻交流220kV電壓等級方式匯集，離岸距離大于50公里后，末端電壓波動將超出10％，大于150公里后，充電功率將占用全部線路輸送容量，無法實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電的送出。如采用柔性直流輸電方式匯集，按海上風(fēng)電裝機(jī)500MW，離岸距離100公里估算，與低頻方式比較，需建設(shè)海上換流平臺及雙端柔性直流換流閥，綜合造價(jià)增加約5.3億元。可見低頻輸電方式與海上風(fēng)電送出場景相結(jié)合，極大提高海底電纜的可用容量，且在一定的距離范圍內(nèi)，相比柔性直流送出方式經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢突出。此外，在風(fēng)機(jī)側(cè)進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)低頻發(fā)電，可以減少齒輪箱的增速比，簡化風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，降低造價(jià)，改善風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行條件，提高效率。因此，低頻輸電技術(shù)為大規(guī)模、遠(yuǎn)距離海上風(fēng)電并網(wǎng)提供了更經(jīng)濟(jì)、可靠的技術(shù)方式。

對低頻輸電系統(tǒng)在不同場景下的需求及適用性實(shí)施效果的技術(shù)評估，目前缺乏相應(yīng)的有效技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容

本公開目的在于提供低頻輸電閉環(huán)測試系統(tǒng)及方法，可用于明確低頻輸電技術(shù)在不同場景下的需求及適用性，提出低頻輸電技術(shù)在不同場景下的綜合經(jīng)濟(jì)區(qū)間及適用范圍，可為低頻輸電系統(tǒng)的規(guī)劃提供理論依據(jù)。結(jié)合典型場景，提出低頻輸電系統(tǒng)組網(wǎng)及運(yùn)行方式，掌握大容量交交變換器故障特性，提出整體保護(hù)配置方案，并用于搭建面向大容量交交變換器控制系統(tǒng)的測試平臺，為推動后續(xù)工程應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

在第一方面，本公開至少提供了一種低頻輸電閉環(huán)測試系統(tǒng)的實(shí)施例，適用于低頻輸電系統(tǒng)，包括根據(jù)典型場景分析的低頻輸電系統(tǒng)分析模塊、用于建立組網(wǎng)模型的組網(wǎng)建模模塊、用于建立組裝置模塊的裝置建模模塊和用于采集所述裝置模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)的閉環(huán)測試模塊。

優(yōu)選的，所述低頻輸電系統(tǒng)分析模塊包括向所述組網(wǎng)建模模塊提供分析結(jié)果數(shù)據(jù)的需求分析單元、經(jīng)濟(jì)性分析單元和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估單元。

優(yōu)選的，所述組網(wǎng)建模模塊包括用于配置所述組網(wǎng)模型的組網(wǎng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)單元、運(yùn)行方式設(shè)計(jì)單元和換流器設(shè)計(jì)單元。

優(yōu)選的，所述裝置建模模塊包括用于配置所述裝置模型的變換器設(shè)計(jì)單元、電磁暫態(tài)設(shè)計(jì)單元和保護(hù)配置單元。

優(yōu)選的，所述閉環(huán)測試模塊包括控制樣機(jī)單元和用于獲取所述控制樣機(jī)單元和/或所述低頻輸電系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的閉環(huán)數(shù)據(jù)采集單元。