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一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台


技术摘要:
本发明涉及一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台,包括:AC/DC变换器;多功能接地装置,用于提供多种不同的接地方式;可编程电力电子负载,用于模拟直流充放电设备的充放电特性;光伏模拟器,用于模拟分布式电源的输出特性;储能模拟器,用于模拟储能电池的  全部
背景技术:
目前,国内外的直流配用电系统集成和示范项目还非常少,在2016年,德国亚琛大 学建成了10kV中压直流配电系统示范工程,ABB公司在英国建成了33kV中压柔性直流互联。 在我国,2018年浙江省电力公司在杭州大江东地区建立了±10kV中压直流配电1期示范工 程,并正在开展2期示范工程建设;同年,珠海供电公司开展了±10kV/±375V中低压直流配 用电工程。此外,江苏省电力公司和广东省电力公司也均在苏州和东莞建立中低压直流配 用电工程。 总的来说,虽然已经建设了一些中低压直流配用电示范工程,也有一些直流配用 电示范工程正在建设中,但是这些示范工程均缺少对不同应用场景的差异化需求分析。以 全直流楼宇为例,对于全直流楼宇配用电系统性能的可靠性、效率的最优性、功能的集成化 和标准化、用电的安全性以及电能质量等问题的研究,难以从已有的研究和工程实践中找 到可复制性和可推广性的参考。 全直流楼宇是一种新兴的楼宇配电发展方向。目前对于该直流配用电系统尚无明 确的设计与评价标准,因此亟需针对该直流配用电系统的可靠性、效率的最优性、功能的集 成化和标准化、用电的安全性以及电能质量等问题进行研究并提出评估标准。
技术实现要素:
为解决上述问题,本申请提供一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平 台,该平台能够真实反映全直流楼宇的不同用电场景,通过对不同用电场景下相关参数的 分析,可实现对全直流楼宇配用电系统可靠性、效率的最优性、功能的集成化和标准化、用 电的安全性以及电能质量等性能指标的研究,实现评价标准的制定,同时还可进行直流设 备的相关性能评价。 一种用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台,包括: AC/DC变换器,AC/DC变换器的输入端连接交流电网,AC/DC变换器的输出端连接直 流母线,用于将交流电转换为直流电; 多功能接地装置,多功能接地装置的输入端连接直流母线,用于提供多种不同的 接地方式; 可编程电力电子负载,可编程电力电子负载的输入端连接直流母线,用于模拟直 流充放电设备的充放电特性; 光伏模拟器,光伏模拟器的输入端通过第一DC/DC变换器连接直流母线,用于模拟 分布式电源的输出特性; 储能模拟器,储能模拟器的输入端通过第二DC/DC变换器连接直流母线,用于模拟 4 CN 111579897 A 说 明 书 2/6 页 储能电池的外特性; 第三DC/DC变换器,第三DC/DC变换器的输入端连接直流母线,第三DC/DC变换器的 输出端连接直流用电设备; 集中控制系统,集中控制系统的输入端分别连接多功能接地装置、可编程电力电 子负载、光伏模拟器、第一DC/DC变换器、储能模拟器、第二DC/DC变换器和第三DC/DC变换 器,用于根据预设控制策略对配用电系统进行控制,并收集和处理配用电系统的运行参数, 以及根据运行参数进行评价分析。 在其中一个实施例中,实验平台还包括: 多个直流断路器,多个直流断路器分别连接多功能接地装置、可编程电力电子负 载、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器和直流用电设备的输入端、以及 AC/DC变换器的输出端; 与多个直流断路器一一对应的多个剩余电流检测模块,且多个剩余电流检测模块 设于相应直流断路器的后端,用于检测接地故障时的直流剩余电流,并根据直流剩余电流 控制相应直流断路器断开。 在其中一个实施例中,多功能接地装置包括:绝缘监测模块,用于对直流母线的正 极线和负极线的对地电阻进行检测,以监测高阻接地工况下的绝缘性。 在其中一个实施例中,实验平台还包括:电弧检测装置,电弧检测装置的输入端连 接第三DC/DC变换器的输出端,用于检测直流用电设备的供电线路是否发生电弧故障。 在其中一个实施例中,实验平台还包括:多个线路阻抗模拟器,多个线路阻抗模拟 器分别连接AC/DC变换器、第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器的输出端、以及第三DC/DC 变换器的输入端,用于模拟直流线路。 在其中一个实施例中,实验平台还包括:与多个线路阻抗模拟器一一对应的多个 故障模拟器,且每个线路阻抗模拟器上设有至少一个故障点,故障模拟器与至少一个故障 点相连,用于模拟直流线路的故障。 在其中一个实施例中,实验平台还包括:能效检测装置,用于采集配用电系统的能 耗,以根据能耗计算配用电系统的能效指标。 在其中一个实施例中,能效检测装置包括交流电能表和直流电能表。 在其中一个实施例中,实验平台还包括:多个电能质量分析仪,多个电能质量分析 仪通过多个电能质量接口连接多功能接地装置、可编程电力电子负载、光伏模拟器、储能模 拟器、第三DC/DC变换器和直流用电设备的输入端、以及AC/DC变换器的输出端,用于对配用 电系统进行直流电能质量分析。 在其中一个实施例中,AC/DC变换器采用真双极接线,直流母线采用单母线辐射型 接线。 上述用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台,包括AC/DC变换器、多功能 接地装置、可编程电力电子负载、光伏模拟器、储能模拟器、第三DC/DC变换器和集中控制系 统,AC/DC变换器的输入端连接交流电网,AC/DC变换器的输出端连接直流母线,用于将交流 电转换为直流电;多功能接地装置的输入端连接直流母线,用于提供多种不同的接地方式; 可编程电力电子负载的输入端连接直流母线,用于模拟直流充放电设备的充放电特性;光 伏模拟器的输入端通过第一DC/DC变换器连接直流母线,用于模拟分布式电源的输出特性; 5 CN 111579897 A 说 明 书 3/6 页 储能模拟器的输入端通过第二DC/DC变换器连接直流母线,用于模拟储能电池的外特性;第 三DC/DC变换器的输入端连接直流母线,第三DC/DC变换器的输出端连接直流用电设备;集 中控制系统用于根据预设控制策略对配用电系统进行控制,并收集和处理配用电系统的运 行参数,以及根据运行参数进行评价分析。该平台能够真实反映全直流楼宇的不同用电场 景,通过对不同用电场景下相关参数的分析,可实现对全直流楼宇配用电系统可靠性、效率 的最优性、功能的集成化和标准化、用电的安全性以及电能质量等性能指标的研究,实现评 价标准的制定,同时还可进行直流设备的相关性能评价。 附图说明 图1为一个实施例中用于全直流楼宇配用电系统性能评价的实验平台的示意图。
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