[发明专利]低频输电闭环测试系统及方法

说明书

本公开提供的低频输电闭环测试系统及方法属于低频输电评估测试技术领域，其中低频输电闭环测试系统，适用于低频输电系统，包括根据典型场景分析的低频输电系统分析模块、用于建立组网模型的组网建模模块、用于建立组装置模块的装置建模模块和用于采集装置模块运行数据的闭环测试模块；低频输电闭环测试方法，应用于低频输电闭环测试系统，根据低频输电系统分析模块输出结果在组网建模模块中建立组网模型，根据组网模型在装置建模模块中建立装置模型，根据装置模型在闭环测试模块中运行并获得装置模型在组网模型并获得闭环测试数据。本公开提供技术方案可用于对低频输电系统在不同场景下的需求及适用性实施效果的技术评估。

技术领域

本发明属于低频输电评估测试技术领域，尤其涉及低频输电系统的闭环测试系统及方法。

背景技术

低频输电系统(Low Frequency AC Transmission System，简称LFAC)作为一种新型的输电方式，通过降低系统工作频率f，一方面线路感抗X_L随频率下降而减小，使得输电线路阻抗大大降低，等效缩短线路的电气距离；另一方面线路容抗X_C随频率下降而增大，可减少电缆线路充电无功，大大提升线路的输送容量，是未来具有发展前景的并网输电方式之一。

在大容量、远距离海上风电并网场景下，若采用工频交流输电方式，海缆线路电容效应明显，导致电缆的有效负载能力下降，无法实现大规模海上风能的汇集与传输；若采用柔性直流输电方式，则需建设双端换流站及海上平台，投资大，检修维护费用高。为实现大规模、远距离海上风电汇集的电力输送，迫切需要此类场景下输电的新方法和新技术。

以海上风电并网为例，如采用工频交流220kV电压等级方式汇集，离岸距离大于50公里后，末端电压波动将超出10％，大于150公里后，充电功率将占用全部线路输送容量，无法实现海上风电的送出。如采用柔性直流输电方式汇集，按海上风电装机500MW，离岸距离100公里估算，与低频方式比较，需建设海上换流平台及双端柔性直流换流阀，综合造价增加约5.3亿元。可见低频输电方式与海上风电送出场景相结合，极大提高海底电缆的可用容量，且在一定的距离范围内，相比柔性直流送出方式经济优势突出。此外，在风机侧进行改造实现低频发电，可以减少齿轮箱的增速比，简化风力发电机结构，降低造价，改善风电机组的运行条件，提高效率。因此，低频输电技术为大规模、远距离海上风电并网提供了更经济、可靠的技术方式。

对低频输电系统在不同场景下的需求及适用性实施效果的技术评估，目前缺乏相应的有效技术手段。

发明内容

本公开目的在于提供低频输电闭环测试系统及方法，可用于明确低频输电技术在不同场景下的需求及适用性，提出低频输电技术在不同场景下的综合经济区间及适用范围，可为低频输电系统的规划提供理论依据。结合典型场景，提出低频输电系统组网及运行方式，掌握大容量交交变换器故障特性，提出整体保护配置方案，并用于搭建面向大容量交交变换器控制系统的测试平台，为推动后续工程应用提供技术支撑。

在第一方面，本公开至少提供了一种低频输电闭环测试系统的实施例，适用于低频输电系统，包括根据典型场景分析的低频输电系统分析模块、用于建立组网模型的组网建模模块、用于建立组装置模块的装置建模模块和用于采集所述装置模块运行数据的闭环测试模块。

优选的，所述低频输电系统分析模块包括向所述组网建模模块提供分析结果数据的需求分析单元、经济性分析单元和技术经济评估单元。

优选的，所述组网建模模块包括用于配置所述组网模型的组网拓扑设计单元、运行方式设计单元和换流器设计单元。

优选的，所述装置建模模块包括用于配置所述装置模型的变换器设计单元、电磁暂态设计单元和保护配置单元。

优选的，所述闭环测试模块包括控制样机单元和用于获取所述控制样机单元和/或所述低频输电系统运行数据的闭环数据采集单元。