CN203299286U - 光伏并网逆变器检测平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏并网逆变器检测平台，其包括用于模拟逆变器工作环境的一次系统、用于记录所述一次系统试验数据并提取分析的二次系统以及用于对所述一次系统和所述二次系统进行控制、数据读取和分析的工控机。本实用新型具有功能完善、设备配置合理、操作方便、测量精度高和自动化程度高等优点，对于保证公用电网和用户的安全具有重要意义。

Description

光伏并网逆变器检测平台

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，尤其是一种光伏并网逆变器检测平台。

背景技术

太阳能是地球永恒的能源，随着科技发展和能源危机的出现，利用太阳能的分布式能源系统受到越来越多的关注。“到处阳光到处电”的美好理想终将伴随着人们对于绿色能源的追求而实现。太阳能光伏发电利用半导体的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能。现在，世界光伏发电系统的主流应用方式是光伏并网发电方式，即光伏系统通过并网逆变器与当地电网连接，通过电网将光伏系统所发的电能进行再分配，如供当地负载或进行电力调峰等。光伏并网系统通常由三部分组成：光伏阵列、光伏并网逆变器和接入系统部分。

光伏并网发电是太阳能利用的发展趋势，除大型光伏并网电站外，光伏发电系统越来越多地用于调峰电站和屋顶光伏并网电站。光伏逆变器是光伏并网发电系统中的核心部件。由于光伏发电系统需要接入电网，为保证公用电网和用户的安全，光伏并网系统应具备完善的保护措施。目前国家标准中只规定了针对保护功能的要求，并没有制定相应的测试规程细则和步骤。因此，有必要进一步研究光伏并网系统的测试方法及性能测试平台，保证测试结论的可靠性和准确性。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种功能完善、设备配置合理、操作方便、测量精度高和自动化程度高光伏并网逆变器检测平台。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括用于模拟逆变器工作环境的一次系统、用于记录所述一次系统试验数据并提取分析的二次系统以及用于对所述一次系统和所述二次系统进行控制、数据读取和分析的工控机，

所述一次系统包括

仿真直流电源，用于模拟直流分布式电源的输出特性，向所述逆变器模拟一个最接近真实情况的电能输入，

仿真交流电源，用于模拟电网特性，根据测试项目要求不同，向所述逆变器提供不同的交流侧电网特性，

模拟负载，用于模拟不同的负载特性，以检验所述逆变器的定常特性，

短路控制柜，用于在所述逆变器输出端模拟一个短路电能环境，

模拟阻抗网络A，用于模拟所述逆变器与所述模拟负载间的线路特性，

模拟阻抗网络B,用于模拟所述模拟负载与所述仿真交流电源间的线路特性；

所述二次系统包括

功率分析仪，用于检测所述逆变器的电气特性，

电能质量分析仪，用于检测所述逆变器接入点处的电能质量，

数据记录仪，用于检测所述仿真直流电源与所述逆变器间的直流电压信号、电流信号，用于检测所述逆变器输出端的交流电压信号、电流信号，用于检测所述仿真交流电源输出端的交流电压信号、电流信号及频率信号，所述数据记录仪记录并存储上述测量信号。

所述仿真直流电源包括DC模拟电源1和DC模拟电源2，所述DC模拟电源1和DC模拟电源2通过一直流开关选通柜接入所述一次系统，通过所述直流开关选通柜的选择能够实现所述DC模拟电源1和所述DC模拟电源2其中之一或同时与所述一次系统接入或断开。

所述仿真交流电源包括高精度大容量的AC模拟电源1和低精度小容量的AC模拟电源2，所述AC模拟电源1和AC模拟电源2通过一交流开关选通柜接入所述一次系统，通过所述交流开关选通柜的选择能够实现所述AC模拟电源1和所述AC模拟电源2其中之一或同时与所述一次系统接入或断开。

所述模拟负载为三相功率独立控制的三相模拟负载。

本实用新型的有益效果：本实用新型具有功能完善、设备配置合理、操作方便、测量精度高和自动化程度高等优点，对于保证公用电网和用户的安全具有重要意义。而且本检测平台的试验步骤设置合理，试验结论准确，可靠性高。在本实用新型中配备了仿真直流电源、仿真交流电源各两台，增加了检测平台的待测逆变器容量范围，而且引入了直流开关选通柜和交流开关选通柜，对工作电源进行选择，增加了系统的灵活性和易用性。

附图说明

图1为本实用新型光伏并网逆变器检测平台的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

参见图1，本实用新型的光伏并网逆变器检测平台包括用于模拟逆变器工作环境的一次系统、用于记录所述一次系统试验数据并提取分析的二次系统以及用于对所述一次系统和所述二次系统进行控制、数据读取和分析的工控机（图中未示），所述一次系统包括、仿真直流电源、仿真交流电源、模拟负载、短路控制柜、模拟阻抗网络A以及模拟阻抗网络B，所述二次系统包括功率分析仪、电能质量分析仪以及数据记录仪。

仿真直流电源用于模拟直流分布式电源的输出特性，向所述逆变器模拟一个最接近真实情况的电能输入，所述仿真直流电源包括DC模拟电源1和DC模拟电源2，所述DC模拟电源1和DC模拟电源2通过一直流开关选通柜接入所述一次系统，通过所述直流开关选通柜的选择能够实现所述DC模拟电源1和所述DC模拟电源2其中之一或同时与所述一次系统接入或断开。仿真直流电源主要用来模拟直流分布式电源（例如太阳能发电、燃料电池、蓄电池等）的输出特性，包括模拟天气、温度等环境因素的影响、模拟各种分布式电源的控制特性、响应时间等，从而向逆变器模拟一个最接近真实情况的直流电能输入。仿真直流电源具有函数发生器，具有恒压、横流、恒功率输出功能，具有开放的可编程性。可编程控制电压、电流、功率、内阻等，可以作为时间，或者相互之间的任意函数关系进行输出。高稳态精度，高动态响应，便于进行光伏电池、燃料电池、整流风机等直流分布式电源的动态输出特性模拟。其保护功能包括过流、过压、过载、短路和反向保护功能。由于提供输出特性曲线的用户自定义方式，直流电源还可以模拟直流分布式电源在不同天气、温度等环境下的真实输出，另外，在恒压模式下可以设置最大输出电流，在恒流的模式下可以设置最小输出电流，在额定功率下电压和电流可以自由组合所要的设定值。各种运行状态下的波形都可以查看。

仿真交流电源用于模拟电网特性，根据测试项目要求不同，向所述逆变器提供不同的交流侧电网特性，所述仿真交流电源包括高精度大容量的AC模拟电源1和低精度小容量的AC模拟电源2，所述AC模拟电源1和AC模拟电源2通过一交流开关选通柜接入所述一次系统，通过所述交流开关选通柜的选择能够实现所述AC模拟电源1和所述AC模拟电源2其中之一或同时与所述一次系统接入或断开。在进行系统连接测试时，根据测试项目要求不同，需要调节交流侧电网特性，因此被测逆变器不能直接连接到实际电网中，需要能够模拟电网特性的测试用交流电源。仿真交流电源是平台中最重要的设备之一，其性能对测试项目的结果有着决定性作用，故本仿真交流电源可快速调节电压、电流、功率，具有可承受逆潮流功能；可单相、三相运行；可扩展容量；具有程控功能。

模拟负载可以模拟不同的负载特性，以检验逆变器的定常特性，并可以通过调整负载匹配逆变器的输出功率，再通过交流开关选通柜断开与仿真交流电源的连接，检测逆变器的反孤岛保护性能。为满足并网逆变器的防孤岛效应保护试验、过载保护试验、过流保护试验、功率因数测定试验、工作效率测量试验、并网电流谐波试验等需要。平台选择的三相模拟负载三相功率独立控制，可以任意组合模拟各种功率负荷，此外负载还可以精确模拟交流用电设备发生谐振，三相电压不平衡时，也能快速调试出每一相谐振点，检测并网逆变器防孤岛保护功能及工作效率、供电性能。

短路控制柜，用于在所述逆变器输出端模拟一个短路电能环境。

模拟阻抗网络A，用于模拟所述逆变器与所述模拟负载间的线路特性；模拟阻抗网络B,用于模拟所述模拟负载与所述仿真交流电源间的线路特性；逆变器若要进行交流电压追从测试、运转功率因数测试、电压上升抑制功能测试等项目，需要逆变器端口的电能环境接近真实电网。由于仿真交流电源的输出阻抗几近为零，因此仿真交流电源的输出端接必须要连接模拟阻抗网络，方可进行上述测试。因此，本平台配置了模拟阻抗网络，用来模拟线路，从而可以对分布式电源接入系统的影响进行精确的模拟和分析，包括对故障电压，短路电流水平、潮流、系统侧电能质量等。

功率分析仪，用于检测所述逆变器的电气特性。功率分析仪用于测量交流接入点处的电压，电流，频率，谐波，功率，功率因数，电压不平衡度，直流分量，以及变流设备直流侧的电压，电流，功率，纹波系数等参数，其输入量有直流侧的电压和电流、交流侧的三相电压和电流，每一组电压、电流信号算1路输入，共计4路模拟量输入。

电能质量分析仪，用于检测所述逆变器接入点处的电能质量。电能质量分析仪可以测量电压和电流的有效值、频率、功率、功耗（电量）、不平衡度和闪变等。平台根据功能选择的电能质量分析仪除具有上述功能外，还具有故障检测、数据采集等功能。具有外界通讯接口以及外界操作显示单元，同时可以进行远程监控和通讯，谐波测量至63次，可以检测三相不平衡度、瞬态尖峰脉冲信号、浪涌电流。

数据记录仪，用于检测所述仿真直流电源与所述逆变器间的直流电压信号、电流信号，用于检测所述逆变器输出端的交流电压信号、电流信号，用于检测所述仿真交流电源输出端的交流电压信号、电流信号及频率信号，所述数据记录仪记录并存储上述测量信号。数据记录仪用来记录从各个设备输入的模拟量和开关量，主要用于分布式电源并网设备性能测试及直流分布式电源的模拟试验等，按照平台功能要求，可以记录从传感器中获取的测量结果，并将这些结果存储起来。

本实用新型中直流侧和交流侧分别配备两台模拟电源，从而提高了系统的可扩展性，以及对不同参数逆变器的适用性，扩充了系统容量，从而增加了试验平台的易用性。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。

Claims (4)

1.一种光伏并网逆变器检测平台，其特征在于：包括用于模拟逆变器工作环境的一次系统、用于记录所述一次系统试验数据并提取分析的二次系统以及用于对所述一次系统和所述二次系统进行控制、数据读取和分析的工控机，

所述一次系统包括

仿真直流电源，用于模拟直流分布式电源的输出特性，向所述逆变器模拟一个最接近真实情况的电能输入，

仿真交流电源，用于模拟电网特性，根据测试项目要求不同，向所述逆变器提供不同的交流侧电网特性，

模拟负载，用于模拟不同的负载特性，以检验所述逆变器的定常特性，

短路控制柜，用于在所述逆变器输出端模拟一个短路电能环境，

模拟阻抗网络A，用于模拟所述逆变器与所述模拟负载间的线路特性，

模拟阻抗网络B,用于模拟所述模拟负载与所述仿真交流电源间的线路特性；

所述二次系统包括

功率分析仪，用于检测所述逆变器的电气特性，

电能质量分析仪，用于检测所述逆变器接入点处的电能质量，

数据记录仪，用于检测所述仿真直流电源与所述逆变器间的直流电压信号、电流信号，用于检测所述逆变器输出端的交流电压信号、电流信号，用于检测所述仿真交流电源输出端的交流电压信号、电流信号及频率信号，所述数据记录仪记录并存储上述测量信号。

2.按照权利要求1所述的光伏并网逆变器检测平台，其特征在于：所述仿真直流电源包括DC模拟电源1和DC模拟电源2，所述DC模拟电源1和DC模拟电源2通过一直流开关选通柜接入所述一次系统，通过所述直流开关选通柜的选择能够实现所述DC模拟电源1和所述DC模拟电源2其中之一或同时与所述一次系统接入或断开。

3.按照权利要求2所述的光伏并网逆变器检测平台，其特征在于：所述仿真交流电源包括高精度大容量的AC模拟电源1和低精度小容量的AC模拟电源2，所述AC模拟电源1和AC模拟电源2通过一交流开关选通柜接入所述一次系统，通过所述交流开关选通柜的选择能够实现所述AC模拟电源1和所述AC模拟电源2其中之一或同时与所述一次系统接入或断开。

4.按照权利要求3所述的光伏并网逆变器检测平台，其特征在于：所述模拟负载为三相功率独立控制的三相模拟负载。