一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置的制造方法

專利名稱:一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，它包括直流電源、離并網變流器、隔離變壓器、可控模擬負載、測控裝置和監控裝置；直流電源的輸出端與離并網變流器的輸入端相連，離并網變流器的輸出端與隔離變壓器的輸入端相連，隔離變壓器的輸出端通過輸電線路接入配電網，輸電線路的兩端分別通過第一空氣開關和第二空氣開關與隔離變壓器和配電網相連，可控模擬負載經過第三空氣開關接入輸電線路，在第三空氣開關和輸電線路之間設置有交流接觸器；所述測控裝置的信號輸入端與離并網變流器相連，信號輸出端與監控裝置相連。本實用新型可運行于并網與離網兩種模式，短路試驗結果可真實反應逆變型分布式電源的故障特性。
【專利說明】
一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種試驗裝置，具體地說是一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，屬于配電網技術領域。
【背景技術】
[0002]分布式電源快速發展和大量接入，促使電力系統尤其是中低壓配電系統發生著重大改變，未來將有更多的新能源和可再生能源通過逆變器設備接入配電網，逆變型分布式電源的大規模接入，使得配電網的潮流與故障電流特征出現了本質上的變化，而逆變型分布式電源故障特性，是研究配電網繼電保護與配電網自動化故障處理技術的基礎，不僅可以為故障診斷、快速定位和繼電保護等技術的發展提供理論基礎，也可以為智能配電網的規劃設計提供依據。現有研究大多采用計算機仿真的方法，所獲取結果不能真實反應分布式電源的故障特性。但是，采用計算機仿真的方法，其計算結果取決于仿真模型的準確度，模型不正確甚至會給出錯誤的結論，所獲取結果不能真實反應分布式電源的故障特性。
【實用新型內容】
[0003]為克服上述現有技術存在的不足，本實用新型提供了一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，它由實際的一次設備及二次設備構成，能真實的反映逆變型分布式電源的故障特性。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是:一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，其特征是，包括直流電源、離并網變流器、隔離變壓器、可控模擬負載、測控裝置和監控裝置;所述直流電源的輸出端與離并網變流器的輸入端相連，所述離并網變流器的輸出端與隔離變壓器的輸入端相連，所述隔離變壓器的輸出端通過輸電線路接入配電網，所述輸電線路的兩端分別通過第一空氣開關和第二空氣開關與隔離變壓器和配電網相連，所述可控模擬負載經過第三空氣開關接入輸電線路，在第三空氣開關和輸電線路之間設置有交流接觸器;所述測控裝置的信號輸入端與離并網變流器相連，測控裝置的信號輸出端與監控裝置相連。
[0005]優選地，所述直流電源為輸入直流電壓范圍為80V-1500V的可編程直流電源。
[0006]優選地，所述離并網變流器的額定容量為5kVA，所述隔離變壓器的容量為lOkVA，所述可控模擬負載的容量為5kW。
[0007]優選地，所述可控模擬負載包括9組負載，其中三組負載串聯后分別與A相輸電線路和中性線N相連，另外三組負載串聯后分別與B相輸電線路和中性線N相連，剩余的三組負載串聯后分別與C相輸電線路和中性線N相連。
[0008]優選地，所述可控模擬負載中的每組負載均并聯一個控制開關。
[0009]優選地，所述監控裝置包括觸摸顯示屏。
[0010]優選地，所述測控裝置包括測控控制器、直流電壓傳感器、直流電流傳感器、交流電壓傳感器、交流電流傳感器和溫度傳感器，所述的直流電壓傳感器和直流電流傳感器設置在離并網變流器輸入端的電路中，所述的交流電壓傳感器和交流電流傳感器設置在離并網變流器輸出端的電路中，所述溫度傳感器設置在離并網變流器內部，所述的直流電壓傳感器、直流電流傳感器、交流電壓傳感器、交流電流傳感器和溫度傳感器的輸出端分別與測控控制器的輸入端相連，所述測控控制器的控制信號輸出端分別與第一空氣開關、第二空氣開關、第三空氣開關、交流接觸器的線圈和可控模擬負載的控制端相連;所述測控控制器的信號輸出端與監控裝置相連。
[0011]本實用新型的有益效果如下:本實用新型由一次回路和二次回路構成，一次回路包括可編程直流電源、離并網變流器、隔離變壓器、可控模擬負載及開關等，其中可編程直流電源輸入直流電壓范圍為80V-1500V，離并網變流器額定容量為5kVA，隔離變壓器為1kVA，可控模擬負載容量為5kW，共分為9組，每組可通過開關單獨進行控制，實現不同負載容量下的短路試驗。二次回路包括監控裝置及測控裝置等，測控裝置將數據上傳至監控裝置，并執行監控裝置的命令對開關進行分合，通過開關的控制可運行于并網與離網兩種狀態，可開展并網與離網運行下的短路試驗。其中監控裝置采用觸摸屏監視，可顯示直流電壓、直流電流、變流器輸出交流電壓及交流電流、IGBT運行溫度等數據，可進行模式選擇與參數設置，可顯示故障與告警信息。
[0012]本實用新型提出的一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，由實際的一次設備及二次設備構成，可運行于并網與離網兩種模式，短路試驗結果可真實反應逆變型分布式電源的故障特性。
【附圖說明】

[0013]下面結合附圖對本實用新型進一步說明:
[0014]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本實用新型進行詳細闡述。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本實用新型的不同結構。為了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本實用新型可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本實用新型省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本實用新型。
[0016]如圖1所示，本實用新型提供了一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，它包括直流電源、離并網變流器、隔離變壓器T、可控模擬負載、測控裝置和監控裝置;所述直流電源的輸出端與離并網變流器的輸入端相連，所述離并網變流器的輸出端與隔離變壓器T的輸入端相連，所述隔離變壓器T的輸出端通過輸電線路接入配電網，所述輸電線路(A相、B相、C相)的一端通過第一空氣開關QFl與隔離變壓器T相連，另一端通過第二空氣開關QF2與配電網相連，所述可控模擬負載經過第三空氣開關QF3接入輸電線路，在第三空氣開關QF3和輸電線路之間設置有交流接觸器KM;所述測控裝置的信號輸入端與離并網變流器相連，測控裝置的信號輸出端與監控裝置相連。
[0017]優選地，所述直流電源采用輸入直流電壓范圍為80V-1500V的可編程直流電源。
[0018]優選地，所述離并網變流器的額定容量為5kVA，所述隔離變壓器的容量為lOkVA，所述可控模擬負載的容量為5kW。
[0019]優選地，所述可控模擬負載包括9組負載(加1、加2、加3、幾1、幾2、幾3、仏1、仏2、Jc3)，其中三組負載(Ja1、Ja2、Ja3)串聯后分別與A相輸電線路和隔離變壓器輸出側的中性線N相連，另外三組負載(Jbl、Jb2、Jb3)串聯后分別與B相輸電線路和隔離變壓器輸出側的中性線N相連，剩余的三組負載(Jcl、Jc2、Jc3)串聯后分別與C相輸電線路和隔離變壓器輸出側的中性線N相連。
[0020]優選地，所述可控模擬負載中的每組負載(加1、如2、如3、幾1、幾2、幾3、1(31、了(:2、如3)均并聯一個控制開關(1^1、1^2、1^3、1031、1032、1033、1((31、1^2、1^3)，控制開關1^1、1^2、1^3、1031、1032、1033、1((31、1^2和1^3分別與負載拓1、加2、加3、幾1、幾2、幾3、如1、允2和如3—
一對應。
[0021 ]優選地，所述監控裝置采用觸摸顯示屏。
[0022]優選地，所述測控裝置包括測控控制器、直流電壓傳感器、直流電流傳感器、交流電壓傳感器、交流電流傳感器和溫度傳感器，所述的直流電壓傳感器和直流電流傳感器設置在離并網變流器輸入端的電路中，所述的交流電壓傳感器和交流電流傳感器設置在離并網變流器輸出端的電路中，所述溫度傳感器設置在離并網變流器內部，所述的直流電壓傳感器、直流電流傳感器、交流電壓傳感器、交流電流傳感器和溫度傳感器的輸出端分別與測控控制器的輸入端相連，所述測控控制器的控制信號輸出端分別與第一空氣開關、第二空氣開關、第三空氣開關、交流接觸器的線圈和可控模擬負載的控制端相連;所述測控控制器的信號輸出端與監控裝置相連。
[0023]本實用新型的逆變型分布式電源故障特征試驗裝置由一次回路和二次回路構成，整個裝置設備安裝在一面開關柜內。一次回路包括可編程直流電源、離并網變流器、隔離變壓器、可控模擬負載及開關等，其中可編程直流電源輸入直流電壓范圍為80V-1500V，離并網變流器額定容量為5kVA，隔離變壓器為1kVA，可控模擬負載容量為5kW，共分為9組，每組可通過開關單獨進行控制，實現不同負載容量下的短路試驗。二次回路包括監控裝置及測控裝置等，測控裝置將數據上傳至監控裝置，并執行監控裝置的命令對開關進行分合，通過開關的控制可運行于并網與離網兩種狀態，可開展并網與離網運行下的短路試驗。其中監控裝置采用觸摸屏監視，可顯示直流電壓、直流電流、變流器輸出交流電壓及交流電流、IGBT運行溫度等數據，可進行模式選擇與參數設置，可顯示故障與告警信息。
[0024]該逆變型分布式電源故障特征試驗裝置投入使用時，首先投開關柜控制電源，啟動控制回路。之后給直流電源上電，并設定工作電壓，一般在450-600V之間。該裝置通過開關的控制可運行于并網與離網兩種狀態。
[0025]一、并網工況運行時:
[0026]閉合開關QFl、QF2和QF3，則該裝置運行于并網狀態。通過監控裝置可監視系統各節點的電壓和電流數據，以及開關狀態。如果系統運行數據正常(即交流母線電壓在額定值附近，直流電壓電壓在設定值)，可設定變流器并網輸出功率值，開機。運行中可動態調節輸出功率值。
[0027]二、離網工況運行時:
[0028]閉合開關QF2和QF3，保持QFl斷開狀態，則該裝置運行于離網狀態。通過監控裝置可監視系統各節點的電壓和電流數據，以及開關狀態。離網投入運行前交流母線節點電壓和電流應為零，直流電壓電壓在設定值。設定變流器離網輸出電壓幅值(頻率默認50Hz)，開機。運行中可動態調節輸出電壓值，通過監控面板可動態調節模擬負載投入組數，也可設定各組模擬負載的投入時間，系統將按設定工況工作，同時可通過監控裝置和示波器觀察系統運行狀態。
[0029]本實用新型由實際的一次設備及二次設備構成，可運行于并網與離網兩種模式，短路試驗結果可真實反應逆變型分布式電源的故障特性。
[0030]以上所述只是本實用新型的優選實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，其特征是，包括直流電源、離并網變流器、隔離變壓器、可控模擬負載、測控裝置和監控裝置;所述直流電源的輸出端與離并網變流器的輸入端相連，所述離并網變流器的輸出端與隔離變壓器的輸入端相連，所述隔離變壓器的輸出端通過輸電線路接入配電網，所述輸電線路的兩端分別通過第一空氣開關和第二空氣開關與隔離變壓器和配電網相連，所述可控模擬負載經過第三空氣開關接入輸電線路，在第三空氣開關和輸電線路之間設置有交流接觸器;所述測控裝置的信號輸入端與離并網變流器相連，測控裝置的信號輸出端與監控裝置相連。2.根據權利要求1所述的一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，其特征是，所述直流電源為輸入直流電壓范圍為80V-1500V的可編程直流電源。3.根據權利要求1所述的一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，其特征是，所述離并網變流器的額定容量為5kVA，所述隔離變壓器的容量為lOkVA，所述可控模擬負載的容量為 5kW。4.根據權利要求1所述的一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，其特征是，所述可控模擬負載包括9組負載，其中三組負載串聯后分別與A相輸電線路和中性線N相連，另外三組負載串聯后分別與B相輸電線路和中性線N相連，剩余的三組負載串聯后分別與C相輸電線路和中性線N相連。5.根據權利要求4所述的一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，其特征是，所述可控模擬負載中的每組負載均并聯一個控制開關。6.根據權利要求1所述的一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，其特征是，所述監控裝置包括觸摸顯示屏。7.根據權利要求1至6任意一項所述的一種逆變型分布式電源故障特征試驗裝置，其特征是，所述測控裝置包括測控控制器、直流電壓傳感器、直流電流傳感器、交流電壓傳感器、交流電流傳感器和溫度傳感器，所述的直流電壓傳感器和直流電流傳感器設置在離并網變流器輸入端的電路中，所述的交流電壓傳感器和交流電流傳感器設置在離并網變流器輸出端的電路中，所述溫度傳感器設置在離并網變流器內部，所述的直流電壓傳感器、直流電流傳感器、交流電壓傳感器、交流電流傳感器和溫度傳感器的輸出端分別與測控控制器的輸入端相連，所述測控控制器的控制信號輸出端分別與第一空氣開關、第二空氣開關、第三空氣開關、交流接觸器的線圈和可控模擬負載的控制端相連;所述測控控制器的信號輸出端與監控裝置相連。
【文檔編號】G01R31/40GK205720604SQ201620325270
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月19日
【發明人】王思源, 許明, 武剛, 崔海, 劉書忠, 丁素英, 解祥艷, 呂曉平
【申請人】國網山東省電力公司濟南供電公司, 國家電網公司