一種電能質(zhì)量治理設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電能質(zhì)量治理設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室中模擬各種電能質(zhì)量現(xiàn)象，為電網(wǎng)電能質(zhì)量的測(cè)量、分析、評(píng)估和控制建立基礎(chǔ)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，很多的電能質(zhì)量治理設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)行，為了保證設(shè)備運(yùn)行的可靠和穩(wěn)定，需要提前對(duì)電能質(zhì)量治理設(shè)備進(jìn)行測(cè)試和試驗(yàn)，這就需要一種試驗(yàn)系統(tǒng)。這種試驗(yàn)系統(tǒng)中，需要一個(gè)大功率電壓源，對(duì)電網(wǎng)的電壓狀況進(jìn)行模擬，滿足試驗(yàn)平臺(tái)能夠進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所要求的所有檢測(cè)項(xiàng)目，包括電壓波動(dòng)和閃變、頻率變化、電網(wǎng)三相不平衡、無(wú)功補(bǔ)償和諧波電壓測(cè)試等。另外需要電流擾動(dòng)發(fā)生裝置，對(duì)電網(wǎng)的電流擾動(dòng)狀況進(jìn)行模擬，滿足試驗(yàn)系統(tǒng)能夠進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所要求的所有檢測(cè)項(xiàng)目，包括電流過(guò)載能力，諧波電流畸變等。本申請(qǐng)結(jié)合電能質(zhì)量治理設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)的具體要求，提出一種試驗(yàn)系統(tǒng)，可用于模擬盡可能真實(shí)的電網(wǎng)環(huán)境和電流擾動(dòng)環(huán)境，以滿足對(duì)電能質(zhì)量治理設(shè)備的測(cè)試與試驗(yàn)要求。
[0003]電能質(zhì)量治理設(shè)備的試驗(yàn)系統(tǒng)由電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置、電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置和系統(tǒng)監(jiān)控部分構(gòu)成。作為電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置的大功率電壓源，其等效電阻可調(diào)，可以模擬試品在不同電網(wǎng)參數(shù)下的特性。電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置應(yīng)能夠滿足試品無(wú)功補(bǔ)償、諧波發(fā)生功能試驗(yàn)的要求，能夠發(fā)出不小于試品額定電流的容性或感性的無(wú)功電流或諧波電流，且幅值和方向在線可調(diào)。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于電網(wǎng)模擬裝置的研宄并不系統(tǒng)，而且也沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。目前，對(duì)電壓跌落模擬裝置的研宄比較多，專門(mén)的電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置的研宄較少。一些相關(guān)的研宄主要是關(guān)注控制方法的研宄，而關(guān)注電網(wǎng)模擬裝置的很少。市場(chǎng)上的模擬電源性能不完全而且價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)外對(duì)于電流擾動(dòng)模擬的研宄也并不系統(tǒng)，市場(chǎng)上的諧波發(fā)生器性能不完全而且價(jià)格昂貴，這些都給電能質(zhì)量治理設(shè)備的研宄和測(cè)試帶來(lái)很大的不便，所以很有必要對(duì)大功率電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置和電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置進(jìn)行研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種電能質(zhì)量治理設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)，包含有大功率電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置和電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置，該系統(tǒng)在滿足對(duì)大功率電能質(zhì)量治理設(shè)備測(cè)試需求的基礎(chǔ)上總結(jié)了試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，可以模擬電網(wǎng)實(shí)際情況和擾動(dòng)發(fā)生情況，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能齊全，并降低整體成本。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種電能質(zhì)量治理設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括一電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置，所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置的輸入端與第一斷路器的第二端連接，所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置的輸出端與第二斷路器的第一端連接，所述第二斷路器的第二端分別與第三斷路器的第一端和第四斷路器的第一端連接，所述第三斷路器的第二端與一試品連接，所述第四斷路器的第二端與一電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置連接，還包括一系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)，所述系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)分別與電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置的輸出端、第二斷路器的第二端、第三斷路器的第一端以及第四斷路器的第一端連接；
所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置通過(guò)整流、逆變與濾波，輸出模擬電網(wǎng)電壓；
所述電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置采用全控型器件將三相交流電整流成直流電壓，再采用電流環(huán)恒流控制，輸出完全受控的無(wú)功電流與諧波電流；
所述系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)用于采集并控制所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置輸出的模擬電網(wǎng)電壓、所述電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置輸出的無(wú)功電流與諧波電流、所述試品的輸出以及母線的電能質(zhì)量，計(jì)算試品的響應(yīng)時(shí)間、諧波補(bǔ)償率以及損耗。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置包括一啟動(dòng)單元、一能量轉(zhuǎn)換單元、一濾波單元與一檢測(cè)及控制系統(tǒng)，所述啟動(dòng)單元、能量轉(zhuǎn)換單元、濾波單元依次連接，所述能量轉(zhuǎn)換單元還與所述檢測(cè)及控制系統(tǒng)的一端連接，所述檢測(cè)及控制系統(tǒng)的另一端與所述濾波單元連接，所述濾波單元與所述試品連接。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述能量轉(zhuǎn)換單元由三個(gè)單相系統(tǒng)并聯(lián)而成，所述單相系統(tǒng)由一整流電路、一逆變電路、一 LC濾波電路串聯(lián)而成，所述LC濾波電路的一端為共地端。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述整流電路及逆變電路皆采用全控型器件。
[0010]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述整流電路為三相PWM整流電路。
[0011 ] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述逆變電路為單相PWM逆變電路，所述單相PWM逆變電路通過(guò)全控型器件的導(dǎo)通與關(guān)斷將整流電路產(chǎn)生的直流電壓進(jìn)行逆變，將所述直流電壓轉(zhuǎn)化成與正弦波等效的PWM電壓波形。
[0012]在本發(fā)明一實(shí)施例中，還包括一后臺(tái)系統(tǒng)，所述檢測(cè)及控制系統(tǒng)采集電網(wǎng)電壓、橋臂電流、直流電壓、輸出電壓、輸出電流及電感電流，通過(guò)對(duì)所述能量轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行控制模擬需要的電網(wǎng)情況，并實(shí)現(xiàn)與所述后臺(tái)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
1、本發(fā)明通過(guò)PWM整流和逆變電路控制模擬量的輸出，真實(shí)反應(yīng)了電網(wǎng)電壓的實(shí)際情況；
2、本發(fā)明通過(guò)PWM調(diào)制驅(qū)動(dòng)逆變電路控制電流擾動(dòng)模擬量輸出，真實(shí)的反應(yīng)電網(wǎng)電流擾動(dòng)情況；
3、本發(fā)明能夠滿足大功率試品的電網(wǎng)模擬測(cè)試和電流擾動(dòng)測(cè)試。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明能量轉(zhuǎn)化單元主電路結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖4是本發(fā)明檢測(cè)及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:11-第一斷路器；12_第二斷路器；13_第三斷路器；14_第四斷路器；2_單相系統(tǒng)；21-整流電路；22_逆變電路；23-LC濾波電路。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供一種電能質(zhì)量治理設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括一電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置，所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置的輸入端與第一斷路器11的第二端連接，所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置的輸出端與第二斷路器12的第一端連接，所述第二斷路器12的第二端分別與第三斷路器13的第一端和第四斷路器14的第一端連接，所述第三斷路器13的第二端與一試品連接，所述第四斷路器14的第二端與一電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置連接，還包括一系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)，所述系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)分別與電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置的輸出端、第二斷路器12的第二端、第三斷路器13的第一端以及第四斷路器的第一端14連接；
所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置通過(guò)整流、逆變與濾波，輸出模擬電網(wǎng)電壓；
所述電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置采用全控型器件將三相交流電整流成直流電壓，再采用電流環(huán)恒流控制，輸出完全受控的無(wú)功電流與諧波電流；
所述系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)用于采集并控制所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置輸出的模擬電網(wǎng)電壓、所述電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生裝置輸出的無(wú)功電流與諧波電流、所述試品的輸出以及母線的電能質(zhì)量，計(jì)算試品的響應(yīng)時(shí)間、諧波補(bǔ)償率以及損耗。
[0022]請(qǐng)參照?qǐng)D2，所述電網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置包括一啟動(dòng)單元、一能量轉(zhuǎn)換單元、一濾波單元與一檢測(cè)及控制系統(tǒng)，所述啟動(dòng)單元、能量轉(zhuǎn)換單元、濾波單元依次連接，所述能量轉(zhuǎn)換單元還與所述檢測(cè)及控制系統(tǒng)的一端連接，所述檢測(cè)及控制系統(tǒng)的另一端與所述濾波單元連接，所述濾波單元與所述試品連接。