[发明专利]一种能量回馈型分布式光伏电源逆变器综合测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种集孤岛测试和电网特性模拟于一体的能量回馈型分布式光伏电源逆变器综合测试系统，属电力测试技术领域。 

背景技术

以光伏为主的分布式发电系统，在公共电网失压后，如果发电系统不能检测到，仍然向附近负载馈送电量就会形成“孤岛”。非计划性的孤岛可能会危害电力检修人员的生命安全，影响电力保护开关的正确动作，并且会对相关电力设备造成损害。所以现在的国际标准以及国内标准都要求并网逆变器必须具有反孤岛检测的功能，同时也提出了相关的实验方法。 

目前针对孤岛检测的实验装置主要是采用可调的RLC并联模拟孤岛负载。这种负载模拟装置的电阻、电容等负载大小采用机械式调整，需要很多元器件的组合，主要存在以下几个方面的问题： 

1)价格高。现有常规装置对元件在参数稳定性方面要求很高，不能有寄生参数，要考虑抵消电阻发热后导致的阻值变化，因此不能选用常规较便宜的阻/感/容性元件，导致整体价格较高。 

2)可靠性和使用寿命方面都存在一定问题。由于采用RLC组合方式，需采用投切方式模拟负载变化，实验过程中投切次数多，降低了装置的整体使用寿命和可靠性。 

3)消耗大量电能，经济性不高。装置模拟负载的有功功率需完全通过电阻消耗，按标准进行逆变器防孤岛测试时，通常需要模拟45种工况，每种工况从 电阻负载接入到实验结束至少需要一定的测试时间，所以在进行检测实验时会消耗大量电能，并不经济。若处于设备的前期调试阶段，实验不顺利则其损耗功率将会成倍增加，耗能更为严重。 

4)体积与重量偏大，难以设计成移动式装置实现现场测试应用。 

考虑到分布式电源的迅速发展，针对防孤岛保护现场测试及降低测试能耗的需求，针对现有RLC型测试装置中存在的问题，完全有必要采用电力电子开关技术设计一种新型的孤岛负载模拟装置，它可以吸收或发出有功功率与无功功率，模拟并替换RLC并联负载，还可以将有功能量回馈电网，大量减少实验过程中的能量损耗；并且由于摈弃了机械方式的负载调整，提高了实验设备的使用寿命，可减少了实验设备的维护成本；另外在体积与重量方面也将会有明显的优势。 

发明内容

本发明的目的是，为了解决孤岛检测的实验装置存在的问题，本发明公开一种集孤岛测试和电网特性模拟于一体的能量回馈型分布式光伏电源逆变器综合测试系统。 

本发明的技术方案是，将分布式电源并网逆变器测试中所需的交流模拟电源和孤岛测试装置合二为一，组成新的集孤岛测试和电网特性模拟于一体的能量回馈型分布式光伏电源逆变器综合测试系统。 

本发明能量回馈型分布式光伏电源逆变器综合测试系统由电力电子孤岛和模拟电网交流源、数据采集系统、客户端组成。 

数据采集系统由功率分析仪与录波仪组成。功率分析仪测量光伏逆变器输出侧的三相电压与三相电流信号，进行数据分析和处理，得到有功功率、无功 功率、视在功率、功率因数、电压频率等电参数。录波仪高速采集光伏逆变器输出侧的三相电压与三相电流信号的原始数据。功率分析仪和录波仪可通过以太网通讯方式将数据传输到笔记本上。 

电力电子孤岛和模拟电网交流源采用IGBT开关技术搭建三相H桥逆变器，交流侧连接LC滤波器，直流由可控整流器供电，为综合测试系统提供一个电力电子孤岛负载模拟装置，与RLC负载相等效用于替代传统的RLC负载，同时可作为交流源模拟电网，具有孤岛测试和电网特性模拟双重功能。 

客户端笔记本电脑通过高速以太网通讯方式实时读取数据采集系统的数据，以数值或曲线的形式进行显示，通过Mudbus/CAN协议与变频器通讯，控制AC电网模拟器来完成对光伏逆变器的检测。 

电力电子孤岛和模拟电网交流源(简称交流源)由一套硬件系统和两套独立的控制系统组成，可通过本机的人机界面选择所需的功能，本机的人机界面留有与后台通讯的RS422接口。