分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]間歇式可再生能源發(fā)電會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定帶來一系列的影響，電網(wǎng)友好型分布式新能源發(fā)電技術(shù)利用混合儲能系統(tǒng)可有效抑制電源功率波動，通過對后端DC/AC換流器的靈活控制，還可實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓和頻率進行支撐調(diào)節(jié)。搭建開放式的實驗平臺是開展分布式新能源和微電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)研究的有效手段，目前，相關(guān)技術(shù)中搭建的關(guān)于分布式電源和微電網(wǎng)的相關(guān)實驗平臺主要分為以下幾類:
[0003](I)實驗平臺全部以純物理機組搭建實現(xiàn)。目前，國多內(nèi)外搭建了諸多分布式電源和微電網(wǎng)的實驗平臺，在該類平臺一次設(shè)備主要包括風力發(fā)電單元、光伏發(fā)電單元、蓄電池儲能單元、傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)發(fā)電單元等分布式電源，通過監(jiān)控平臺完成分布式電源的監(jiān)控與能量管理，最終實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在該類分布式電源和微電網(wǎng)實驗平臺中，所有環(huán)節(jié)都通過實際的物理模型實現(xiàn)，并且所有的控制策略已封裝固化到設(shè)備內(nèi)部，該實驗平臺的開放程度遠遠無法滿足相關(guān)實驗研究的需要。
[0004](2)實驗平臺以純數(shù)字的仿真程序?qū)崿F(xiàn)。目前，國內(nèi)外有很多關(guān)于分布式電源或微電網(wǎng)相關(guān)仿真平臺，該平臺的通過一些綜合分析程序，在計算機上實現(xiàn)的是一種純數(shù)字的分析計算，分析對象全部通過數(shù)字模型實現(xiàn)。在該類實驗平臺中，缺乏對分布式電源和微電網(wǎng)一些電磁暫態(tài)的實證性分析研究。
[0005](3)實驗平臺以實時仿真器實現(xiàn)分布式電源主控系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外有些分布式電源的半實物仿真平臺，該平臺中的分布式電源一次主電路由實際的物理器件搭建，分布式電源的主控制器由實時仿真器實現(xiàn)，通過在實時仿真器中搭建控制模型，實現(xiàn)分布式電源的半實物仿真。在該類實驗平臺中，分布式電源的所有控制策略全部放入仿真器中，未采用分層控制設(shè)計技術(shù)，導(dǎo)致分布式電源失去了就地自控能力，不利于分布式電源運行模式的靈活切換。
[0006]針對相關(guān)技術(shù)中分布式電源運行模式的切換不夠靈活的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的主要目的在于提供一種分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)，以解決相關(guān)技術(shù)中分布式電源運行模式的切換不夠靈活的問題。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)。該分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)包括:線路阻抗模擬裝置，用于模擬不同距離運行的分布式電源；分布式電源，與線路阻抗模擬裝置相連接，用于通過線路阻抗模擬裝置接入電網(wǎng)，用于模擬不同的線路參數(shù)運行；系統(tǒng)負荷模擬裝置，用于模擬系統(tǒng)在不同負荷條件下運行；數(shù)字實時仿真裝置，用于建立多種數(shù)字仿真模型進行仿真運行。
[0009]進一步地，分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)還包括:可再生能源發(fā)電模塊；鋰電池儲能模塊；超級電容儲能模塊；DC/AC變換器；底層控制器。
[0010]進一步地，分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)還包括:DC/AC換流器；直流母線；交流系統(tǒng)。
[0011]進一步地，可再生能源發(fā)電模塊、鋰電池儲能模塊和超級電容儲能模塊分別通過DC/AC變換器與直流母線并聯(lián)構(gòu)成功率可控的直流供電系統(tǒng)，直流供電系統(tǒng)通過DC/AC換流器與交流系統(tǒng)相連。
[0012]進一步地，分布式電源的運行模式為并網(wǎng)模式，在并網(wǎng)模式下，分布式電源按照上級的P、Q調(diào)度指令并網(wǎng)運行。
[0013]進一步地，分布式電源按照以下方式運行并網(wǎng)模式:通過數(shù)字實時仿真裝置選擇并網(wǎng)模式，獲取設(shè)置的調(diào)度指令；選擇調(diào)度指令模式運行；控制逆變電壓；數(shù)字實時仿真裝置下達切換指令；換流器按照調(diào)度指令并網(wǎng)運行。
[0014]進一步地，分布式電源的運行模式為自同步模式，在自同步模式下，分布式電源按照接入電網(wǎng)的信號，通過自適應(yīng)控制實現(xiàn)電壓源模式與電網(wǎng)的并聯(lián)運行。
[0015]進一步地，分布式電源按照以下方式運行自同步模式:通過數(shù)字實時仿真裝置選擇自同步模式；換流器控制逆變電壓；閉合并網(wǎng)開關(guān)K;數(shù)字實時仿真裝置下達通道切換指令；換流器按照調(diào)度指令并網(wǎng)運行。
[0016]進一步地，分布式電源的運行模式為獨立模式，在獨立模式下，分布式電源按照上級的V、F調(diào)度指令獨立運行。
[0017]進一步地，數(shù)字實時仿真裝置為用于在純數(shù)字仿真過程中對電源的控制策略進行修改的純數(shù)字實時仿真裝置，數(shù)字實時仿真裝置還用于將純數(shù)字仿真模型中控制系統(tǒng)的輸入信號切換到純數(shù)字實時仿真裝置實際的輸入信號進行數(shù)字/物理混合仿真。
[0018]通過本發(fā)明，解決了相關(guān)技術(shù)中分布式電源運行模式的切換不夠靈活的問題，進而達到了使得分布式電源運行模式能夠靈活切換的效果。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1為本發(fā)明提供的電網(wǎng)友好型分布式新能源發(fā)電實驗平臺；
[0021]圖2為本發(fā)明提供的DC/AC換流器歸一化控制模型；
[0022]圖3為本發(fā)明提供的電網(wǎng)友好型電源的多運行模式控制框圖；
[0023]圖4為本發(fā)明提供的DC/AC換流器運行于并網(wǎng)模式的主控流程圖；
[0024]圖5為本發(fā)明提供的DC/AC換流器運行于孤島模式的主控流程圖；
[0025]圖6為本發(fā)明提供的DC/AC換流器運行于自同步模式的主控流程圖；以及
[0026]圖7為本發(fā)明提供的電網(wǎng)友好型分布式新能源發(fā)電數(shù)字/模擬混合仿真原理圖。
【具體實施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0028]本發(fā)明實施例提供了一種分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)，該分布式能源發(fā)電實驗系統(tǒng)為電網(wǎng)友好型分布式新能源發(fā)電實驗平臺(系統(tǒng))。本發(fā)明中的電網(wǎng)友好型分布式電源由間歇性可再生能源發(fā)電(如風電、光伏等)系統(tǒng)和混合儲能系統(tǒng)一能量型儲能鋰電池系統(tǒng)和功率型儲能超級電容系統(tǒng)組成。該實驗平臺由兩臺電網(wǎng)友好型分布式電源、線路阻抗模擬裝置、系統(tǒng)負荷模擬裝置、純數(shù)字實時仿真裝置組成。依托該發(fā)明，可以完成電網(wǎng)友好型分布式新能源發(fā)電的拓撲結(jié)構(gòu)研究與控制方法驗證，多臺電網(wǎng)友好型分布式電源并聯(lián)協(xié)調(diào)運行控制技術(shù)，系統(tǒng)線路阻抗對電源出力的影響，以及分布式新能源發(fā)電數(shù)字/物理混合仿真技術(shù)，通過純數(shù)字實時仿真裝置的建模仿真，實現(xiàn)電網(wǎng)友好型分布式電源純數(shù)字實時仿真，通過仿真裝置與物理平臺的接口對接，實現(xiàn)電網(wǎng)友好型分布式電源數(shù)字/物理混合仿真。
[0029]該電網(wǎng)友好型分布式新能源發(fā)電實驗平臺，包括分布式電源、線路阻抗模擬裝置、系統(tǒng)負荷模擬裝置、純數(shù)字實時仿真裝置和電網(wǎng)；所述分布式電源通過線路阻抗模擬裝置接入電網(wǎng)；通過對線路阻抗模擬裝置的在線設(shè)置，模擬不同距離運行的分布式電源；模擬不同的線路參數(shù)運行的分布式電源；通過對系統(tǒng)負荷模擬裝置的在線設(shè)置，模擬系統(tǒng)在不同負荷條件下運行；通過純數(shù)字實時仿真裝置，建立各種純數(shù)字的仿真模型并通過仿真裝置與電源的接口進行實驗平臺的數(shù)字/物理混合仿真運行。
[0030]優(yōu)選地，所述電網(wǎng)友好型分布式電源包括可再生能源發(fā)電模塊、鋰電池儲能模塊、超級電容儲能模塊、DC/AC變換器和底層控制器。
[0031]所述可再生能源發(fā)電模塊、鋰電池儲能模塊和超級電容儲能模塊分