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電網(wǎng)適應性移動檢測裝置
1. 裝置概述
電網(wǎng)適應性移動檢測裝置可模擬產(chǎn)生電網(wǎng)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動及閃變、電壓頻率波動、電網(wǎng)諧波及間諧波等電網(wǎng)擾動特性，用于檢測風力發(fā)電、光伏發(fā)電等并網(wǎng)設備或電站的電網(wǎng)適應性；同時可模擬產(chǎn)生電網(wǎng)電壓暫態(tài)升高和跌落的故障狀態(tài)，用于檢測風力發(fā)電、光伏發(fā)電等并網(wǎng)設備或電站在電網(wǎng)短路故障狀態(tài)下的穿越能力。測試裝置整體集成設計安裝于定制集裝箱中，滿足分布式發(fā)電領(lǐng)域的移動測試要求，以及研究所、實驗室的固定測試要求。
圖1：主電路原理圖
圖2：集裝箱內(nèi)部三維圖
2. 技術(shù)規(guī)格指標
表1：技術(shù)指標
序號 | 參數(shù)名稱 | 單位 | 數(shù)值 | 備注 |
1 | 額定電壓 | kV | 35/10/6kV |
|
2 | 額定容量 | MVA | 定制 | 12MVA |
3 | 正常工作電網(wǎng)電壓范圍 |
| ±10% | 相對于額定電壓 |
4 | 正常工作電網(wǎng)頻率范圍 | Hz | 50±2.5 |
|
5 | 正常工作允許電網(wǎng)電壓總諧波畸變率 |
| ≤4％ |
|
6 | 正常工作允許電網(wǎng)電壓不平衡度 |
| ≤4％ |
|
7 | 注入電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù) |
| ≥0.99 | 額定工況下 |
8 | 輸出穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)節(jié)范圍 |
| 80%~110% |
|
9 | 輸出頻率調(diào)節(jié)范圍 | Hz | 45～66； |
|
10 | 輸出三相電壓不平衡度 |
| 1～10% |
|
11 | 輸出電壓閃變Pst |
| 1～10 |
|
12 | 輸出電壓諧波 |
| 2～7次，單次≤6％，精度±0.3%； 8～25次，單次≤3％，精度±0.3%； |
|
13 | 高電壓穿越測試功能 |
| 暫態(tài)輸出電壓110%~130% | 三相對稱及兩相不對稱，空載輸出電壓允許偏差±2%，響應時間≤20ms； 具備高電壓穿越測試界面 |
14 | 低電壓穿越測試功能 |
| 暫態(tài)輸出電壓0%~90% | 三相對稱及兩相不對稱，空載輸出電壓允許偏差±5%，響應時間≤20ms； 具備低電壓穿越測試界面 |
15 | 輸出電壓波形失真度 |
| ≤1% | 額定輸出電壓下 |
16 | 環(huán)境使用溫度 | ℃ | -25~+45 | 外界大氣溫度 |
17 | 工作環(huán)境濕度 |
| 5~95%無凝露 | 相對濕度 |
18 | 冷卻方式 |
| 風冷 |
|
19 | 防護等級 |
| IP54 |
|
20 | 結(jié)構(gòu)承載要求 |
| 具備抗震減震措施，允許長途公路或野外運輸 |
|
本裝置主要用于新能源（風電、光伏、儲能）發(fā)電機組的電網(wǎng)適應性測試，其主要功能可詳細描述為8項測試功能，分別為電壓偏差適應性測試、頻率偏差適應性測試、三相電壓不平衡適應性測試、電壓閃變適應性測試、諧波適應性測試和低電壓穿越測試、高電壓穿越測試及高低電壓聯(lián)鎖故障穿越功能。同時，針對不同測試功能，裝置可提供對應的后臺軟件操作界面，在操作界面上還設置了系統(tǒng)信息、參數(shù)監(jiān)控、系統(tǒng)調(diào)試、事件記錄、示波器、波形分析、配置管理、參數(shù)保存、文件查看、應用設置、幫助信息等頁面，保證用戶快速實現(xiàn)裝置測試模式切換、輸出參數(shù)配置、開關(guān)機操作等功能。
3. 產(chǎn)品主要功能
l 電壓偏差適應性測試：
在電壓偏差適應性測試模式下，裝置能夠模擬電網(wǎng)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)電壓偏差，實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)輸出電壓擾動調(diào)節(jié)范圍為80%~110%Un，電壓步長為0.1%，輸出電壓精度為1%，穩(wěn)態(tài)電壓變化率可達3%/s，電壓變化率可調(diào)。
裝置后臺操作軟件可提供電壓偏差適應性測試界面，在界面上可顯示設備輸入電壓、輸入電流及輸出電壓、輸出電流等信息，并可在界面上直接設置穩(wěn)態(tài)電壓幅值、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)電壓變化步長及電壓變化速率。
l 頻率偏差適應性測試：
在頻率偏差適應性測試模式下，裝置能夠模擬電網(wǎng)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)頻率偏差，實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)頻率輸出范圍為45Hz~66Hz，步長0.1Hz，頻率精度0.01Hz，頻率變化率支持50Hz/s，頻率變化率可調(diào)。
裝置后臺操作軟件可提供頻率偏差適應性測試界面，在界面上可直接設置穩(wěn)態(tài)輸出頻率、頻率變化步長及頻率變化率。
l 三相電壓不平衡適應性測試：
在三相電壓不平衡適應性測試模式下，裝置能夠模擬電網(wǎng)產(chǎn)生三相電壓不平衡，實現(xiàn)三相電壓不平衡度輸出范圍為1%~10%，步長1%。
裝置后臺操作軟件可提供三相電壓不平衡適應性測試界面，在界面上可選定不平衡輸出模式，按不平衡度輸出時，可直接設置三相電壓不平衡度和不平衡度變化步長；按電壓輸出時，可分別設置輸出ABC三相電壓幅度和相位角。
l 電壓閃變適應性測試：
在電壓閃變適應性測試模式下，裝置可實現(xiàn)電壓閃變輸出范圍Pst=1~10，步長1，電壓閃變輸出持續(xù)時間可調(diào)。
裝置后臺操作軟件可提供電壓閃變適應性測試界面，在界面上可直接設置電壓短時閃變Pst值、閃變變化步長及閃變輸出持續(xù)時間。
l 諧波適應性測試：
在諧波適應性測試模式下，裝置可支持單次諧波適應性測試、組合諧波適應性測試和間諧波適應性測試。
用于單次諧波適應性測試時，裝置可輸出范圍為0~6%的2nd~7th低次諧波和范圍為0~3%發(fā)8th~25th高次諧波。
用于組合諧波適應性測試時，裝置可支持3種組合諧波輸出，每種組合諧波中的低次諧波和高次諧波的總數(shù)為3個，可支持的每種組合諧波的總諧波含量不超過10%。
用于間諧波適應性測試時，裝置可輸出頻率為5nHz（n為250以下的正整數(shù)）的間諧波。
l 高電壓穿越測試
在高電壓穿越測試模式下，裝置能夠模擬產(chǎn)生電壓暫態(tài)升高，實現(xiàn)暫態(tài)輸出高電壓的調(diào)節(jié)范圍為110～130%Un（通過調(diào)整升壓變壓器分接頭實現(xiàn)），測試過程中輸出三相電壓幅值、相位可調(diào)。
裝置后臺操作軟件可提供滿足下圖要求的高電壓穿越測試界面。
圖3：高壓穿越示意圖
在界面上可選擇對稱和不對稱的穿越測試輸出方式，能夠分別設置高電壓穿越測試期間設備輸出ABC三相電壓幅值和相位角，還可根據(jù)需要設置高電壓穿越測試期間電壓上升時間、維持時間及電壓恢復時間。
l 低電壓穿越測試：
在低電壓穿越測試模式下，裝置能夠模擬產(chǎn)生電壓暫態(tài)跌落，實現(xiàn)暫態(tài)輸出低電壓的調(diào)節(jié)范圍為0～90%Un，測試過程輸出三相電壓幅值、相位可調(diào)。
裝置后臺操作軟件可提供滿足下圖要求的低電壓穿越測試界面。
圖4：低壓穿越示意圖
在界面上可選擇對稱和不對稱的穿越測試方式，可分別設置低電壓穿越測試期間設備輸出ABC三相電壓幅值和相位角，還可根據(jù)需要設置低電壓穿越測試期間電壓下降時間、維持時間及電壓恢復時間。
l 高低電壓連鎖故障穿越功能：
具備高低電壓連鎖故障穿越測試功能，輸出電壓曲線及波形持續(xù)時間見下圖：
表2： 低、高電壓聯(lián)鎖故障試驗
序號 | 電壓跌落 | 電壓升高 | 電壓跌落-電壓升高間隔時間 ms | 電壓跌落及升高波形 | ||
電壓跌落幅值 UTP , pu | 持續(xù)時間 ms | 電壓升高幅值 UTP , pu | 持續(xù)時間 ms | |||
1 | 0.20±0.05 | 625±20 | 1.30±0.03 | 500±20 | 0+10 |
|
表3： 高、低電壓聯(lián)鎖故障試驗
序號 | 電壓升高 | 電壓跌落 | 電壓跌落-電壓升高間隔時間 ms | 電壓跌落及升高波形 | ||
電壓升高幅值 UTP , pu | 持續(xù)時間 ms | 電壓跌落幅值 UTP , pu | 持續(xù)時間 ms | |||
1 | 1.30±0.03 | 500±20 | 0.20±0.05 | 625±20 | 0+10 |
|
