一种波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种波浪能、潮流能独立发电系统的检测平台，为一套380V/500kW的设备，包括电能质量监控模块，负载调节模块和短路模拟模块。波浪能、潮流能发电系统连接负载调节模块进行负载实验，或连接短路模拟模块进行短路实验。电能质量监控模块包括后台机、控制器和电能质量在线监测仪，均安装于监控柜内，能够完成人机交换、数据检测、负载调节命令下发、短路模拟命令下发和电能质量监测。通过调整负载调节模块负载支路的不同组合实现负载的阶梯调节，根据负载变化检测逆变器输出动态特性。短路模拟模块为短路柜，可模拟单相接地、相间短路、对称短路以及不对称短路各种故障。本检测平台可独立完成成套检测项目，具有可移动、准确性高、实时性好的特点。
【专利说明】一种波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋能发电【技术领域】的检测平台，具体涉及一种波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台。
【背景技术】
[0002]随着世界能源日趋紧张，海洋能作为一种绿色可再生能源，受到世界沿海国家的普遍重视。我国海洋能起步较早，且近年来得到党和国家领导人的高度关注。欧美等发达国家已经建造了若干不同类型的波浪能、潮流能等海洋能发电站，已经进入运行阶段。虽然我国在海洋能发电技术上发展较早且与国际水平相差无多，但由于缺乏相关检测手段，以及尚未到大规模应用阶段等原因，目前与海洋能发电技术相关的装备制造业尚未形成，除了小型的海洋能装置，基本没有批量生产的海洋能发电装置。
[0003]海洋能独立电力系统的实海况试验与检测是海洋能装置从工程样机走向规模产业化应用的关键环节。因此，波浪能与潮流能独立电力系统的检测平台是一项急需的关键技术设备。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台，该检测平台既可以进行设备出力品质、电能质量等主要性能，也可对设备的控制保护系统性能进行检测，可独立完成独立发电系统成套检测项目，检测结果具有实时性、准确性以及计算简便等优点，能起到很好的波浪能、海洋能独立发电系统现场检测作用。
[0005]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0006]本发明提供一种波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台，其改进之处在于，所述检测平台包括依次连接的电能质量监控模块，负载调节模块以及短路模拟模块；所述检测平台的电能质量监控模块与波浪能和潮流能发电系统连接。
[0007]进一步地，所述电能质量监控模块包括依次连接的后台机、控制器和电能质量在线监测仪；
[0008]所述后台机、控制器和电能质量在线监测仪均安装于监控柜中；
[0009]所述电能质量监控模块用于完成人机交换、数据检测、负载调节命令下发、短路模拟命令下发和电能质量监测。
[0010]进一步地，波浪能和潮流能发电系统与所述控制器连接。
[0011]进一步地，所述电能质量监测包括发电机品质监测，电能质量品质监测，功率调节以及故障模拟检测。
[0012]进一步地，所述负载调节模块为电阻器组、电抗器组、电容器组和晶闸管阀组组合的可控负载；所述负载调节模块通过调整负载支路的不同组合实现负载的阶梯调节，根据负载的变化检测波浪能和潮流能发电系统逆变器的输出动态特性。
[0013]进一步地，所述电阻器组、电抗器组、电容器组和晶闸管阀均连接在交流母线上；所述电阻器组中的电阻被安装在电阻柜中，所述电抗器组中的电抗器被安装在电抗柜中，所述电容器组中的电容被安装在电容柜中；所述晶闸管阀被安装在阀组柜中；
[0014]所述可控负载由晶闸管进行投切，响应时间20ms。
[0015]进一步地，所述电阻器组由电阻-断路器支路以及至少一个的电阻-晶闸管阀支路并联组成，所述电阻-断路器支路和电阻-晶闸管阀支路均接地；
[0016]所述电阻-断路器支路包括串联的断路器和电阻；所述电阻-晶闸管阀支路包括串联的电阻和晶闸管阀；所述晶闸管阀由反并联的晶闸管组成。
[0017]进一步地，所述电抗器组由电抗器-晶闸管阀支路并联组成；所述电抗器-晶闸管阀支路包括串联的电抗器和晶闸管阀；所述晶闸管阀由反并联的晶闸管组成；所述电抗器-晶闸管阀支路接地。
[0018]进一步地，所述电容器组由电容器-晶闸管阀支路并联组成；所述电容器-晶闸管阀支路包括串联的电容器和晶闸管阀；所述晶闸管阀由反并联的晶闸管组成；所述电容器-晶闸管阀支路接地。
[0019]进一步地，所述短路模拟模块采用短路柜实现，包括安装在交流母线上的单相短路开关、双向短路开关和三相短路开关；所述短路模拟模块用于模拟单相接地故障、相间短路故障、对称短路故障以及不对称短路故障。
[0020]进一步地，所述交流母线及单相短路开关、双向短路开关和三相短路开关被安装在进线柜中，进线柜、监控柜、可控负载以及短路柜均被安装在移动集装箱内；所述移动集装箱与移动设备连接，移动集装箱包括左、右各三个侧开门以及一个后开门。
[0021]进一步地，所述波浪能和潮流能发电系统包括依次连接的发电机组、整流电路、储能元件和逆变器；所述发电机组经过整流电路输出直流，通过储能元件储能，再通过逆变器逆变成三相交流电，然后连接可控负载进行负载实验，或者连接短路模拟模块进行短路实验。
[0022]本发明基于另一目的提供的一种380V/500kW的设备，其改进之处在于，所述设备为权利要求1所述的检测平台。
[0023]与现有技术比，本发明达到的有益效果是:
[0024]本发明针对波浪能、海洋能独立发电系统实海况测试的要求，设计了移动式检测平台，能够完成出力品质检测、电能质量监测和保护测试等功能，功能齐备且工作可靠稳定，使用和维护方便。该系统既可以进行设备出力品质、电能质量等主要性能，也可对设备的控保系统性能进行检测，可独立完成独立发电系统成套检测项目，检测结果具有实时性、准确性以及计算简便等优点，能起到很好的波浪能、海洋能独立发电系统现场检测作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明提供的波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台结构图；
[0026]图2是本发明提供的可控负载框架图；
[0027]图3是本发明提供的电能质量监控模块结构框图；
[0028]图4是本发明提供的电能质量监控模块性能检测技术路线图；
[0029]图5是本发明提供的波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台实体结构图。【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0031]本发明提供的波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台结构图如图1所示，该检测平台为一套380V/500kW的设备，包括依次连接的电能质量监控模块，负载调节模块以及短路模拟模块三大模块；所述检测平台的电能质量监控模块与波浪能和潮流能发电系统连接。
[0032]波浪能和潮流能发电系统包括依次连接的发电机组、整流电路、储能元件和逆变器；波浪能、潮流能发电机组经过整流电路输出直流，通过储能元件储能，再经过逆变器逆变成三相交流电，然后连接可控负载进行负载实验，或者连接短路模拟模块进行短路实验。图1中，A点为直流电压测试点，B点为交流电压测试点以及电能质量监测点。
[0033]一、电能质量监控模块:
[0034]电能质量监控模块包括依次连接的后台机、控制器和电能质量在线监测仪，均安装于监控柜内，能够完成人机交换、数据检测、负载调节命令下发、短路模拟命令下发、电能质量监测，是检测平台的核心部分。波浪能和潮流能发电系统与所述控制器连接。本发明提供的电能质量监控模块结构框图如图3所示。
[0035]电能质量监测包括:
[0036]发电机品质监测:针对波浪能及潮流能独立发电系统出力的波动性和间歇性，设计独立发电系统出力品质检测平台。检测系统获取每个发电装置的直流电压和直流电流，进而分别获取每个发电装置以及整个独立发电系统输出的实时出力。
[0037]电能质量品质监测:为保障独立发电系统为负载提供的电能质量，设计独立发电系统电能质量检测平台。通过选取高精度的电能质量在线监测装置，完成对系统输出电压与电流的谐波、电压偏差、电压波动和闪变、电压不平衡、频率偏差、功率因数等参数进行检测、记录分析。
[0038]功率调节以及故障模拟检测:为保障发电装置在系统故障时能够快速、准确地启动保护功能，设计独立发电系统保护系统检测平台。该检测平台可模拟单相接地、相间短路、对称短路以及不对称短路等各种故障，实现对独立发电系统的保护性能的检测。本发明提供的电能质量监控模块性能检测技术路线图如图4所示。
[0039]二、负载调节模块:
[0040]负载调节模块为电阻器组、电抗器组、电容器组和晶闸管阀组组合的可控负载；所述负载调节模块通过调整负载支路的不同组合实现负载的阶梯调节，根据负载的变化检测波浪能和潮流能发电系统逆变器的输出动态特性。本发明提供的可控负载框架图如图2所
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[0041]电阻器组、电抗器组、电容器组和晶闸管阀均连接在交流母线上；所述电阻器组中的电阻被安装在电阻柜中，所述电抗器组中的电抗器被安装在电抗柜中，所述电容器组中的电容被安装在电容柜中；所述晶闸管阀被安装在阀组柜中；
[0042]可控负载由晶闸管进行投切，响应时间20ms。
[0043]电阻器组由电阻-断路器支路以及至少一个的电阻-晶闸管阀支路并联组成，所述电阻-断路器支路和电阻-晶闸管阀支路均接地；所述电阻-断路器支路包括串联的断路器和电阻；所述电阻-晶闸管阀支路包括串联的电阻和晶闸管阀；所述晶闸管阀由反并
【权利要求】
1.一种波浪能和潮流能独立发电系统的检测平台，其特征在于，所述检测平台包括依次连接的电能质量监控模块，负载调节模块以及短路模拟模块；所述检测平台的电能质量监控模块与波浪能和潮流能发电系统连接。
2.如权利要求1所述的检测平台，其特征在于，所述电能质量监控模块包括依次连接的后台机、控制器和电能质量在线监测仪； 所述后台机、控制器和电能质量在线监测仪均安装于监控柜中； 所述电能质量监控模块用于完成人机交换、数据检测、负载调节命令下发、短路模拟命令下发和电能质量监测。
3.如权利要求2所述的检测平台，其特征在于，波浪能和潮流能发电系统与所述控制器连接。
4.如权利要求2所述的检测平台，其特征在于，所述电能质量监测包括发电机品质监测，电能质量品质监测，功率调节以及故障模拟检测。
5.如权利要求1所述的检测平台，其特征在于，所述负载调节模块为电阻器组、电抗器组、电容器组和晶闸管阀组组合的可控负载；所述负载调节模块通过调整负载支路的不同组合实现负载的阶梯调节，根据负载的变化检测波浪能和潮流能发电系统逆变器的输出动态特性。
6.如权利要求5所述的检测平台，其特征在于，所述电阻器组、电抗器组、电容器组和晶闸管阀均连接在交流母线上；所述电阻器组中的电阻被安装在电阻柜中，所述电抗器组中的电抗器被安装在电抗柜中，所述电容器组中的电容被安装在电容柜中；所述晶闸管阀被安装在阀组柜中； 所述可控负载由晶闸管进行投切，响应时间20ms。
7.如权利要求5所述的检测平台，其特征在于，所述电阻器组由电阻-断路器支路以及至少一个的电阻-晶闸管阀支路并联组成，所述电阻-断路器支路和电阻-晶闸管阀支路均接地； 所述电阻-断路器支路包括串联的断路器和电阻；所述电阻-晶闸管阀支路包括串联的电阻和晶闸管阀；所述晶闸管阀由反并联的晶闸管组成。
8.如权利要求5所述的检测平台，其特征在于，所述电抗器组由电抗器-晶闸管阀支路并联组成；所述电抗器-晶闸管阀支路包括串联的电抗器和晶闸管阀；所述晶闸管阀由反并联的晶闸管组成；所述电抗器-晶闸管阀支路接地。
9.如权利要求5所述的检测平台，其特征在于，所述电容器组由电容器-晶闸管阀支路并联组成；所述电容器-晶闸管阀支路包括串联的电容器和晶闸管阀；所述晶闸管阀由反并联的晶闸管组成；所述电容器-晶闸管阀支路接地。
10.如权利要求1所述的检测平台，其特征在于，所述短路模拟模块采用短路柜实现，包括安装在交流母线上的单相短路开关、双向短路开关和三相短路开关；所述短路模拟模块用于模拟单相接地故障、相间短路故障、对称短路故障以及不对称短路故障。
11.如权利要求10所述的检测平台，其特征在于，所述交流母线及单相短路开关、双向短路开关和三相短路开关被安装在进线柜中，进线柜、监控柜、可控负载以及短路柜均被安装在移动集装箱内。
12.如权利要求1所述的检测平台，其特征在于，所述波浪能和潮流能发电系统包括依次连接的发电机组、整流电路、储能元件和逆变器；所述发电机组经过整流电路输出直流，通过储能元件储能，再通过逆变器逆变成三相交流电，然后连接可控负载进行负载实验，或者连接短路模拟模块进行短路实验。
13.—种380V/500kW 的设备，其特征在于，所述设备为权利要求1所述的检测平台。
【文档编号】G01R31/00GK103472325SQ201310364655
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】叶卫华, 陆振纲, 申洪, 荆平, 周飞, 吴俊玲 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网智能电网研究院, 国家海洋技术中心