[發明專利]一種試驗用可控諧波發生裝置及其控制方法

無效

• 申請號: 201110163550.1
• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號: CN102222912A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 孫秋野;張化光;周建國;楊珺;劉振偉;馬大中;楊東升;梁雪;張晉;李琳
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于輸配電技術領域，特別是涉及一種用于電能質量控制的試驗用可控諧波發生裝置。

背景技術

隨著電力電子技術的飛速發展和廣泛應用，越來越多的非線性負荷、沖擊性負荷正在不斷地接入電力系統中。如：整流器、逆變器、變頻器、UPS、電弧爐、中頻感應爐、車站地鐵整流站、焊接設備等。這些非線性負荷和沖擊性負荷不僅會產生大量的高次諧波，注入電網，造成電網諧波污染；而且還會造成電壓波動閃變、電壓凹陷凸升以及嚴重的三相不平衡等問題，嚴重影響電能質量，威脅電網安全運行。這種不良的電能質量會造成電力用戶重大的不必要的經濟損失，而隨著新技術的快速發展，計算機和先進控制技術的普及和應用，電力用戶對供電電能質量和供電可靠性的要求越來越高。用戶電力技術的出現和應用為電力用戶對供電電能質量和供電可靠性的需求提供了強有力的保障。這樣，為了能夠提供滿足用戶需求的電能，減少不合格電能帶來的損失，通常在用戶和電網間安裝諸如有源電力濾波器(APF)、動態電壓調節器(DVR)、動態不間斷電源(DUPS)等電能質量補償裝置。為了在這些裝置投入使用運行之前能夠測試檢驗該裝置解決電能質量問題的能力和性能，需要電能質量干擾發生器。另一種較為經濟有效的措施是測試負載設備在受到電能質量干擾時的工作情況，以改進負載設備，提高其抗擾動能力，而無需安裝電能質量補償裝置。另外，如為了實際測試配電系統的諧波阻抗，以設計合理的無源濾波器，避免其與系統產生諧振，需要一份數次諧波源。以上這些都要求研制一種能產生可控電能質量干擾的試驗裝置。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷和不足，本發明提供一種試驗用可控諧波發生裝置，該裝置可模擬各種諧波源發出各次諧波，用于測試檢驗各種電能質量補償裝置的補償效果和性能。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，一種試驗用可控諧波發生裝置，包括檢測部分、計算機及諧波發生部分，所述檢測部分包括電流互感器和A/D轉換模塊，所述諧波發生部分包括通訊模塊、繼電器輸出模塊、模擬量輸出模塊及三相諧波發生電路；所述電流互感器的輸入端與供電電網相連接，所述電流互感器的輸出端與所述A/D轉換模塊的輸入端相連接，A/D轉換模塊的輸出端與所述計算機相連接；所述計算機經所述通訊模塊后，分別與所述繼電器輸出模塊和模擬量輸出模塊的輸入端相連接，所述繼電器輸出模塊和模擬量輸出模塊的輸出端與所述三相諧波發生電路相連接，所述三相諧波發生電路與供電電網相連接。

所述三相諧波發生電路包括A相諧波發生電路、B相諧波發生電路和C相諧波發生電路；所述A相諧波發生電路、B相諧波發生電路和C相諧波發生電路的結構完全相同，其具體結構如下：包括狀態監測器、交流接觸器、繼電器、單調消諧電路、高通消諧電路及反并聯晶閘管；所述狀態監測器的輸入端經斷路器與供電電網相連接，輸出端經各支路的交流接觸器與該支路的繼電器的觸點的一端相連接，所述繼電器的觸點的另一端與該支路的單調消諧電路或高通消諧電路的一端相連接，所述單調消諧電路或高通消諧電路的另一端與該支路的反并聯晶閘管的一端相連接，各支路的反并聯晶閘管的另一端連接在一起；所述各支路反并聯晶閘管的觸發信號輸入端與所述模擬量輸出模塊相連接，所述各支路繼電器的線圈與所述繼電器輸出模塊相連接，所述狀態監測器的通訊端口與所述通訊模塊相連接。

所述單調消諧電路由電阻、電抗器和電容器串聯而成。

所述高通消諧電路包括電阻、電抗器、第一電容器和第二電容器，所述第二電容器與電阻串聯后，再與電抗器并聯，該并聯支路再與第一電容器串聯。

所述的一種試驗用可控諧波發生裝置的控制方法，按照如下步驟執行：

步驟一：開始，對系統進行初始化設置；

步驟二：輸入設置要產生的諧波次數；

步驟三：判斷是否有新的輸入設置，若是，則執行步驟四；若否，則返回執行步驟三，繼續掃描輸入；

步驟四：執行諧波產生子程序；

步驟五：結束。

步驟四中所述的諧波產生子程序，按照如下步驟執行：

步驟一：判斷輸入的諧波次數是否存在，若存在，則計算各晶閘管觸發延遲角，執行步驟二；若不存在，則報告輸入錯誤，轉去執行步驟四；

步驟二：通過三相諧波發生電路中的狀態監測器的監測結果判斷電壓是否過零，若有過零信號，則執行步驟三；若無過零信號，則返回執行步驟二；

步驟三：通過通訊模塊向繼電器輸出模塊和模擬量輸出模塊發送動作命令；

步驟四：結束。

本發明的諧波發生裝置的諧波發生原理如下：