一种模拟不同电网闪变环境的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置，包括测量模块、阻抗模块和无功发生模块，阻抗模块的三相输出端与电网相连接，无功发生模块经测量模块获取电网连接点处的电压和电流信号；无功发生模块经功率单元产生冲击电流，阻抗模块将冲击电流转化为冲击电压施加在其与电网的连接点上。本发明专利技术的模拟方法，包括：a).给定无功指令；b).计算反馈无功功率；c).无功PI调节；d).有功PI调节；e).2/3变换；g).产生无功冲击电压；h).电网闪变反馈和调整。本发明专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置及方法，可通过设置可控可调的发出相应要求的电网闪变值，对于同一电网下的其他负荷设备，也不会对其运行造成影响。响。响。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟不同电网闪变环境的装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种模拟不同电网闪变环境的装置及方法，更具体的说，尤其涉及一种不对电网产生影响且可控可调的产生电网闪变的模拟不同电网闪变环境的装置及方法。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展及对于环境保护的更高要求，对于废旧钢铁的再利用也尤为重要，因此大量的电弧炉等非线性大功率装置进入电网，在生产中造成了包含闪变在内的多种电能质量污染，造成其他用电负荷设备无法正常运行，急切面临电能治理问题。
[0003]对于相关的电能质量治理企业，其治理设备通常必须安装到现场实际使用后才能观察其对于闪变的治理效果，如出现治理效果差甚至无法治理的情况时，对于用户及电能制造企业都面临无法评估的损失，因此如能在前期研发过程中模拟出具有现场闪变背景，对于其治理效果能够得到更好的优化。
[0004]如果真实产生电网上不同的闪变值，通常需要较大容量的设备才能产生，另外对于电网上正在运行的其他设备也会有较大危害，因此如能模拟出与正常电网类似的电网闪变背景对于检验闪变治理设备的治理效果更能直观体现。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种模拟不同电网闪变环境的装置及方法。
[0006]本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置，包括测量模块、阻抗模块和无功发生模块，阻抗模块的三相输出端与电网相连接，测量模块用于对阻抗模块与电网连接处的电流和电压信号进行测量；其特征在于：所述无功发生模块由无功发生控制系统和功率单元构成，多个功率单元串联形成无功发生模块的一相输出；无功发生控制系统经信号线与测量模块相连接，以获取阻抗模块与电网连接点处的电压信号和电流信号，无功发生控制系统的输出端与功率单元的控制端相连接，以控制功率单元产生冲击电流；无功发生模块的三相输出端与阻抗模块的输入端相连接，阻抗模块用于将无功发生模块输出的冲击电流转化为冲击电压施加在其与电网的连接点上，以实现电网的不同闪变模拟。
[0007]本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置，所述测量模块为三个电压传感器PT和电流传感器CT。
[0008]本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置，所述阻抗模块为具有一定阻抗的三相电感装置。
[0009]本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置，所述无功发生模块设置有电抗器，无功发生控制系统中设置有主控DSP芯片及与主控DSP芯片相连接的触摸屏。
[0010]本专利技术的模拟不同电网闪变环境的模拟方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a).给定无功指令，测试人员根据所要模拟的电网闪变值，经触摸屏给定无功指令QrefOut；
b).计算反馈无功功率，无功发生控制系统获取其实际输出的无功功率Q_out；c).无功PI调节，将无功给定指令QrefOut与反馈的输出无功功率Q_out做差后进行PI调节，进行PI调节后的数值乘以“电网电压采集值Vrms与1.732乘积的倒数”，得到无功电流指令Iq；d).有功PI调节，无功发生模块正常工作需要对各功率单元的直流母线电压进行控制，设给定的功率单元的直流母线电压目标值为Cell_Vdc_Ref，功率单元直流母线电压实际采集值为Cell_Vdc，首先将Cell_Vdc_Ref与Cell_Vdc做差后再进行PI调节，进行PI调节后的数值再乘以“电网电压采集值Vrms与1.732乘积的倒数”，得到有功电流指令Ip；e).2/3变换，将无功电流指令Iq与有功电流指令Ip进行如公式（1）至公式（5）的2/3变换，得到三相电流指令的瞬时值Ia_ref、Ib_ref和Ic_ref；Alpha=Ip*Cosφ
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Iq*Sinβ（1）Beta=Iq*Cosφ+Ip*Sinβ（2）Ia_ref=Alpha（3）Ib_ref=
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Alpha*sin（30）+Beta*cos（30）（4）Ic_ref=
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Alpha*sin（30）
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Beta*cos（30）（5）其中Alpha、Beta为临时变量，φ、β为锁相环输出的角度；f).产生无功电流，无功发生控制系统根据计算出的三相电流指令Ia_ref、Ib_ref和Ic_ref控制功率单元发出特定频率的不同幅值的无功电流，并输出至阻抗模块；g).产生无功冲击电压，阻抗模块将无功电流转化为的电压波动并输入至电网上，以模拟不同的电网闪变；h).电网闪变反馈和调整，测量模块中的电压传感器PT和电流传感器CT将采集到的电压信号和电流信号，传输给无功发生模块中的主控DSP芯片；主控DSP芯片，在接收到电压和电流信号后计算出电网闪变值并传输到触摸屏上显示，操作人员通过观察无功发生模块在触摸屏上显示的闪变值，根据需求进行修改无功电流的冲击幅值，以调整产生不同的闪变值。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置及方法，设置有测量模块、阻抗模块和无功发生模块，无功发生模块用于产生特定频率的幅值可控的无功电流，并输入至阻抗模块，阻抗模块将输入的冲击电流转化为冲击电压并输入至电网上，以实现对不同电网闪变的模拟；本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置及方法通过对制造电网闪变，实际模拟出符合要求的电网闪变背景，同时对于不同的电网闪变，可通过设置可控可调的发出相应要求的电网闪变值，同时由于其阻抗模块中的阻抗值调整，因此不需要无功发生模块产生非常大的无功电流，所需要的的设备体积及成本也较低，在此过程中，对于实际与装置连接的电网没有其他的影响，对于同一电网下的其他负荷设备，也不会对其运行造成影响。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置的原理图框图；图2为本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置的电路原理图；图3为本专利技术中功率单元的电路图；
图4为本专利技术中单个功率单元的PWM驱动波形示意图；图5为本专利技术的电压闪变发生控制示意图；图6 为本专利技术的无功功率发生模式控制示意图；图中：1测量模块，2阻抗模块，3无功发生模块，4电网，5信号线，6电压传感器PT和电流传感器CT，7三相电感装置，8无功发生控制系统，9功率单元，10电抗器。
具体实施方式
[0013]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0014]本专利技术提出了一种模拟不同电网闪变环境的装置，其特点是通过发出不同的电压波动对设备与电网的连接点形成冲击扰动，使连接点的电网闪变值可控可调，进行制造出与需要治理设备现场一样类似的电网背景，实现不对电网产生影响且可控可调的产生电网闪变，实际观察电能质量治理设备的治理效果是否满足要求。
[0015]如图1和图2所示，分别给出了本专利技术的模拟不同电网闪变环境的装置的原理图框图和电路原理图，其由测量模块1、阻抗模块2和无功发生模块3构成，无功发生模块3用于产生无功功率，无功发生模块3的输出端接于阻抗模块2的输入端，阻抗模块2的输出端接于电网4上，测量模块1设置于阻抗模块2与电网4之前的连线上，用于对阻抗模块2与电网4连接点处的电压信号和电流信号进行测量。测量模块1的输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟不同电网闪变环境的装置，包括测量模块（1）、阻抗模块（2）和无功发生模块（3），阻抗模块的三相输出端与电网（4）相连接，测量模块用于对阻抗模块与电网连接处的电流和电压信号进行测量；其特征在于：所述无功发生模块由无功发生控制系统（8）和功率单元（9）构成，多个功率单元串联形成无功发生模块的一相输出；无功发生控制系统经信号线（5）与测量模块相连接，以获取阻抗模块与电网连接点处的电压信号和电流信号，无功发生控制系统的输出端与功率单元的控制端相连接，以控制功率单元产生冲击电流；无功发生模块的三相输出端与阻抗模块的输入端相连接，阻抗模块用于将无功发生模块输出的冲击电流转化为冲击电压施加在其与电网的连接点上，以实现电网的不同闪变模拟。2.根据权利要求1所述的模拟不同电网闪变环境的装置，其特征在于：所述测量模块（1）为三个电压传感器PT和电流传感器CT（6）。3.根据权利要求1或2所述的模拟不同电网闪变环境的装置，其特征在于：所述阻抗模块（2）为具有一定阻抗的三相电感装置（7）。4.根据权利要求2所述的模拟不同电网闪变环境的装置，其特征在于：所述无功发生模块（3）设置有电抗器（10），无功发生控制系统（8）中设置有主控DSP芯片及与主控DSP芯片相连接的触摸屏。5.一种基于权利要求4所述的模拟不同电网闪变环境的装置的模拟方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a).给定无功指令，测试人员根据所要模拟的电网闪变值，经触摸屏给定无功指令QrefOut；b).计算反馈无功功率，无功发生控制系统获取其实际输出的无功功率Q_out；c).无功PI调节，将无功给定指令QrefOut与反馈的输出无功功率Q_out做差后进行PI调节，进行PI调节后的数值乘以“电网电压采集值Vrms与1.732乘积的倒数”，得到无功电流指令Iq；d).有功PI调节，无功...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯胜旺，裴宝峰，刘冉冉，贾超，韩越，何昭成，
申请(专利权)人：新风光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：