[發明專利]一種構網型變流器不平衡補償能力測試系統及方法在審

申請號：	202211024588.5	申請日：	2022-08-25
公開（公告）號：	CN115473240A	公開（公告）日：	2022-12-13
發明（設計）人：	郭江濤;唐彬偉;陳爍;曾瑞斌;黃麗玲	申請（專利權）人：	明陽智慧能源集團股份公司
主分類號：	H02J3/26	分類號：	H02J3/26;H02J3/38;H02J3/46
代理公司：	廣州市華學知識產權代理有限公司 44245	代理人：	馮炳輝
地址：	528437 廣東***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種構網型變流器不平衡補償能力測試系統方法
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【權利要求書】：

1.一種構網型變流器不平衡補償能力測試系統，其特征在于，包括：

可變單相負載Load及其控制開關S_load，該可變單相負載Load用于模擬不同特性負載，其控制開關S_load用于控制可變單相負載Load并網或離網；

模擬電網Grid及其控制開關S_Grid，該模擬電網Grid用于為可變單相負載Load提供穩定電壓，并模擬故障，其控制開關S_Grid用于控制模擬電網Grid的狀態；

數據采集裝置，用于采集可變單相負載Load側三相電壓瞬時值(V_load,a、V_load,b、V_load,c)；

其中，所述構網型變流器GFC配置有用于控制自身并/離網狀態的并網開關S_GFC，所述構網型變流器GFC與模擬電網Grid通過電纜串聯，所述可變單相負載load通過電纜并聯方式掛在構網型變流器GFC與模擬電網Grid之間，所述構網型變流器GFC由于其不平衡抑制特性，能夠在電網故障時為可變單相負載Load提供電壓支撐，所述數據采集裝置通過信號線連接于可變單相負載Load側的電壓信號采集點。

2.根據權利要求1所述的一種構網型變流器不平衡補償能力測試系統，其特征在于：所述可變單相負載Load模擬的特性負載為純阻性負載、感性負載、容性負載之一或任意兩種或三種的組合。

3.根據權利要求1所述的一種構網型變流器不平衡補償能力測試系統，其特征在于：所述數據采集裝置的采樣頻率不低于10kHz。

4.權利要求1-3任意一項所述構網型變流器不平衡補償能力測試系統的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)模擬電網Grid的控制開關S_Grid為常閉狀態；

2)設置可變單相負載Load的特性和容量；

3)閉合構網型變流器GFC的并網開關S_GFC，將構網型變流器GFC接入模擬電網Grid，保證與模擬電網Grid同步并穩定運行；

4)閉合可變單相負載Load的控制開關S_load，將可變單相負載Load接入模擬電網Grid；

5)開啟數據采集裝置，啟動錄波功能；

6)以特定步長逐步升高構網型變流器GFC的功率設定點P_GFC,set，直到功率設定點P_GFC,set達到構網型變流器GFC的額定功率，且構網型變流器GFC在額定功率設定點S_n穩定運行特定時間后，斷開構網型變流器GFC的并網開關S_GFC，切出構網型變流器GFC，并記錄斷開并網開關S_GFC的時刻為t_step；

7)保持特定時間后停止數據采集裝置；

8)判斷可變單相負載Load模擬的特性及其容量組合是否全部測試完成；若完成則結束測試，若未完成，則重復步驟1)-7)。

5.根據權利要求4所述的構網型變流器不平衡補償能力測試系統的測試方法，其特征在于，在步驟2)中，所述可變單相負載Load的容量設置為0.25S_n、0.5S_n、0.75S_n或S_n。

6.根據權利要求4所述的構網型變流器不平衡補償能力測試系統的測試方法，其特征在于，在步驟6)中，所述特定步長為10％S_N，其中S_N為構網型變流器GFC額定視在功率。

7.權利要求1-3任意一項所述構網型變流器不平衡補償能力測試系統的評估方法，其特征在于，該方法是用于判定構網型變流器不平衡抑制特性，具體過程如下：

首先，根據數據采集裝置采集的可變單相負載Load側三相電壓瞬時值(V_load,a、V_load,b、V_load,c)，計算出其正序電壓V₊和負序電壓V_-，計算方式如下：

計算一個基波周期內基波分量的傅里葉系數：

式中：f₁為基波頻率；V_load,i,cos為三相中某一相基波電壓的余弦分量；V_load,i,sin為三相中某一相基波電壓的正弦分量；V_load,i為三相中某一相電壓瞬時值；i＝a,b,c；t為實際的時間序列；T為基波周期；

利用下式計算基波正序分量的電壓矢量分量：

式中：u_1+,cos為基波電壓正序的余弦分量；u_1+,sin為基波電壓正序的正弦分量；

利用下式計算基波負序分量的電壓矢量分量：

式中：u_1-,cos為基波電壓負序的余弦分量；u_1-,sin為基波電壓負序的正弦分量；

基波正序分量的線電壓有效值V₊：

基波負序分量的線電壓有效值V_{_}：

利用下式計算電壓不平衡度a_u：

為了判斷構網型變流器GFC是否提供不平衡電流，需要在可變單相負載Load模擬的不同特性及其容量組合的情況下，通過帶與不帶構網型變流器GFC分別計算電壓不平衡度，計算方式為：

Δa_u＝a_u,withGFC-a_u,withoutGFC

式中：Δa_u為構網型變流器GFC不平衡抑制能力，Δa_u絕對值越大則構網型變流器GFC不平衡抑制能力越明顯；a_u,withGFC為t_step時刻前特定時間采集數據計算所得的a_u值；a_u,withoutGFC為t_step時刻后特定時間采集數據計算所得的a_u值；t_step為構網型變流器GFC在額定功率設定點S_n穩定運行特定時間后，斷開其并網開關S_GFC的時刻。