[發明專利]用于低電壓穿越測試的低電壓發生裝置及其電壓控制方法

有效

• 申請號: 201310102598.0
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103178546A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 姚為正;張建;劉剛;張海龍;王林;黃輝;桑福環;蘆開平
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;西安許繼電力電子技術有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種用于低電壓穿越測試的低電壓發生裝置，以及該裝置上應用的電壓控制方法。

背景技術

隨著光伏發電、風力發電在電力能源中所占比例越來越大，光伏發電、風力發電系統對電網的影響已經不能忽略，特別對我國光伏和風電大規模集中接入的方式，當電網發生故障造成并網點電壓跌落時，一旦光伏逆變器、風電機組自動脫網可能造成電網電壓和頻率崩潰，嚴重影響電網的安全穩定運行，也大大限制了新能源的大規模利用。因此，必須要求大規模并網運行的光伏逆變器、風電機組具有低電壓穿越功能。但是由于我國對低電壓穿越測試裝置的研究起步較晚，試驗和測試手段匱乏，尚不能研制與技術標準相配套的低電壓穿越測試裝置，更無法進行現場測試，難以為現場并網驗收試驗提供有效技術支撐，本發明可有效解決該技術難題。

目前常用的低電壓穿越發生裝置都采用阻抗分壓形式，其中一種阻抗分壓方式如圖1所示，該方式通過阻抗1、阻抗2及負載阻抗的適當匹配產生預期的電壓跌落，即：閉合阻抗2側的斷路器，產生電壓跌落；斷開阻抗2側斷路器，則電壓恢復。

采用阻抗分壓形式的低電壓穿越發生裝置系統比較復雜，且僅能進行低電壓穿越測試，頻率響應特性等電網適應性試驗無法開展，此外該種形式的測試裝置占地面積大、不方便運輸，因此極大的限制了其現場應用。

《用于低電壓穿越測試的電壓跌落發生器研究》（電力電子技術）公開了一種逆變器型（VSG）的低電壓發生裝置，不采用阻抗分壓形式，依靠一個背靠背的電力電子變流裝置來產生低電壓。變流裝置包括電源、不控整流單元、全橋逆變單元等。逆變器采用電壓電流雙閉環控制方法，產生能夠準確控制的電網電壓跌落下的正、序分量。由于是雙閉環控制，需要采樣環節、比較環節、以及提到的比例積分諧振控制環節（PIR）等，控制方法比較復雜，由于采用不控整流單元，在大功率應用場合將造成電網諧波電流顯著增大，電壓跌落及恢復速率受開關頻率限制也將受到影響，無法模擬實際電網電壓跌落工況。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于低電壓穿越測試的低電壓發生裝置及其電壓控制方法，用以解決的現有控制方法較為復雜問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括：

用于低電壓穿越測試的低電壓發生裝置，包括依次連接的電源、整流器、三相PWM逆變器和濾波器，濾波器的輸出用于連接待測裝置；所述三相PWM逆變器采用開環控制，其PWM控制器包括：分別輸出調制度m_d⁺、m_d^-、m_q⁺、m_q^-的正序d軸分量給定單元、負序d軸分量給定單元、正序q軸分量給定單元和負序q軸分量給定單元；所述調制度分別經過ipark變換單元，得到兩相靜止坐標系下α、β軸正負序分量m_ds⁺、m_ds^-、m_qs⁺、m_qs^-，將α軸、β軸正負序分量分別相加即可得到最終兩相靜止坐標系下用于SVPWM調制的指令m_α、m_β，m_α＝m_ds⁺+m_ds^-,m_β＝m_qs⁺+m_qs^-;用于SVPWM調制的指令m_α、m_β輸入到空間矢量PWM調制單元，空間矢量PWM調制單元輸出控制所述三相PWM逆變器。

所述整流器為采用雙閉環控制的三相PWM整流器。

所述正序d軸分量給定單元、負序d軸分量給定單元、正序q軸分量給定單元和負序q軸分量給定單元與對應的ipark變換單元之間均設有跌落速度控制單元。

一種低電壓發生裝置的電壓控制方法，控制所述m_d⁺、m_d^-、m_q⁺、m_q^-，經過ipark變換和空間矢量PWM調制，產生預期的跌落相電壓峰值為n×V_T，0≤n≤1。