新基建能源網—風電高電壓穿越測試

一、新基建能源網建設簡介

2020年是全面建成小康社會和“十三五”規劃收官之年，發展基礎設施建設勢在必行。以信息網、 交通網、 能源網為框架的新型基建將是新經濟形勢下必需產業， 同樣也將會成為未來社會發展的基石。

為促進能源結構升級，能源網的建設勢在必行，當前新基建能源網建設的能源供給主要包括核電、天然氣、光伏電網以及風能發電網。

圖1 新基建結構框圖

二、什么是高電壓穿越測試？

說到電壓穿越測試，想必大部分人對光伏逆變器的低電壓穿越測試并不陌生，而高電壓穿越測試則是隨著國家特高壓輸電線路的建設，為保證風電接入特高壓后如何保證新能源電站和特高壓電網穩定安全運行對風電和光伏發電場提出的新要求。目前在國家的風電機組的高電壓穿越測試規程NB/T 31111-2017中作出了規定：

1.     基本要求

當電網發生故障或擾動引起測試點電壓升高時，風電機組測試點各線電壓（相電壓）在圖2中電壓輪廓線及以下的區域內時，風電機組必須保證不脫網連續運行；否則允許風電機組切出。

圖2 NBT 31111-2017風電機組高電壓穿越要求

2.     電壓升高類型及考核電壓

其中考核的電壓為風電機組測試點線電壓的升高，類型為三相對稱電壓和兩項不對稱電壓。

3.     有功恢復

對電壓升高期間沒有切出電網的風電機組，其有功功率在電壓恢復后應快速恢復至實際風況對應的輸出功率

4.     動態無功支撐能力

當風電機組測試點電壓處于標稱電壓的110%~130%區間內時，風電機組應能夠自測試點電壓升高出現的時刻起快速響應，通過無功電流注入支撐電壓恢復。

圖3 測試配置界面

三、PA功率分析儀高低電壓穿越測試簡介

PA功率分析儀可配合上位機軟件進行高低電壓穿越測試，可以記錄整個高低電壓穿越測試的整個過程，進行長達80S的測試。軟件覆蓋了測試過程所需的負載測試及空載測試，可進行單相、三相測試。

儀器接線完畢并設置好相關參數后，打開PAM上位機軟件，對測試界面進行進行界面設置，完成設置后，點擊應用按鈕，再點擊啟動測試按鈕，PA進入數據采集過程如圖3所示，在此時操作電壓升高裝置升高電壓，按要求保持一段時間后，再降至常規。

圖4 穿越過程數據計算

PAM軟件還可以直接測試出電壓、電流及功率的正序分量，以及直接一鍵分析出無功電流注入的響應時間、注入時間以及有功恢復的時間。并且能夠進行電壓、電流的半周期測試，可以對每一個點的電壓進行準確的高精度定位，提供真實可信的高低電壓穿越測試結果，更準確地分析各個節點電壓、電流功率的變化情況。滿足符合行業標準的測試。

圖 5 無功電流注入后有功恢復時間

PA功率分析儀對于光伏、風電的測試的優勢主要在于：

●   0.01%超高精度保證逆變器、風力發電機轉換效率測量；

●   唯一支持IEC與N4105德標的諧波測試標準；

●   配合PAM軟件直接進行高/低電壓穿越測試；

●  10ms數據刷新率實現對工頻信號進行半波分析；

●   MPPT跟蹤效率測量；

●   功率因數、電壓不平衡度、直流分量；

●   過壓/欠壓、過頻/欠頻保護。

圖 6測試完成波形界面