[發(fā)明專利]基于變流器結(jié)構(gòu)的低電壓穿越測試系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810122874.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108375730B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜山;范春菊;李國杰;黃寧
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于變流器結(jié)構(gòu)的低電壓穿越測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：檢測電路、數(shù)據(jù)采集模塊、虛擬分壓器模塊、變流器控制模塊、PWM控制模塊，其中：檢測電路接收PWM控制模塊傳輸?shù)淖兞髌黩?qū)動信號實(shí)現(xiàn)對變流器的控制并生成對應(yīng)的電壓波形，并將電氣測量元件測得的電氣數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換和解耦處理后輸出PCC點(diǎn)采集電壓至虛擬分壓器模塊用于生成參考電壓，并將經(jīng)過正負(fù)序解耦的電網(wǎng)序分量數(shù)據(jù)輸出至變流器控制模塊用于變流器參考信號的控制，虛擬分壓器模塊根據(jù)用戶設(shè)置的故障類型與故障波形生成對應(yīng)的參考電壓并輸出至變流器控制模塊用于變流器參考信號的控制，變流器控制模塊接收來自數(shù)據(jù)采集模塊的電網(wǎng)序分量數(shù)據(jù)以及來自虛擬分壓器模塊的計算出的正、負(fù)序參考電壓，根據(jù)相應(yīng)的正負(fù)序控制框架生成測試平臺的檢測電路中變流器的參考電壓信號并輸出至PWM控制模塊用于生成變流器驅(qū)動信號，PWM控制模塊根據(jù)參考電壓信號生成對應(yīng)的變流器驅(qū)動信號輸出至檢測電路實(shí)現(xiàn)對變流器的控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的檢測電路包括：依次連接的用于測試平臺在電網(wǎng)中的投切的第一并網(wǎng)開關(guān)、用于濾除生成電壓中的高頻諧波的LC濾波器、用于低電壓波形的生成、控制被測設(shè)備出口電壓的幅值、相位及頻率的背靠背變流器、用于提供背靠背變流器的工作電壓的變壓器、用于測試平臺在電網(wǎng)中的投切的第二并網(wǎng)開關(guān)以及用于電氣測量的電流互感器與電壓互感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括：數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換單元和序分量解耦單元，其中：數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換單元將來自檢測電路的PCC點(diǎn)采集電壓及變流器出口電流對應(yīng)的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后將所得三相坐標(biāo)系下的信號量變換至αβ坐標(biāo)系，序分量解耦單元經(jīng)過正、負(fù)序分量解耦算法獲得αβ坐標(biāo)系下解耦的正序分量與負(fù)序分量，并經(jīng)過變換進(jìn)一步得到dq坐標(biāo)系下的正、負(fù)序分量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的解耦，具體為：其中：e_α表示電氣數(shù)據(jù)的α軸分量，e_β表示電氣數(shù)據(jù)的β軸分量，表示電氣數(shù)據(jù)的正序α軸分量，表示電氣數(shù)據(jù)的正序β軸分量，表示電氣數(shù)據(jù)的負(fù)序α軸分量，表示電氣數(shù)據(jù)的負(fù)序β軸分量，q ＝ e^j90° 。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的虛擬分壓器模塊包括：用戶交互單元、參數(shù)變換單元和參考電壓生成單元，其中：用戶交互單元根據(jù)用戶要求設(shè)置低電壓穿越測試的故障類型與故障波形，參數(shù)變換單元將用戶設(shè)置的參數(shù)變換為參考電壓生成單元需要的參數(shù)格式，參考電壓生成單元生成PCC點(diǎn)電壓在正、負(fù)網(wǎng)中的d軸參考分量和q軸參考分量并輸出至變壓器控制模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的變流器控制模塊包括：用于實(shí)現(xiàn)對正序分量的控制的正序控制單元、用于實(shí)現(xiàn)對負(fù)序分量的控制的負(fù)序控制單元和參考信號合成單元，其中：正序控制單元經(jīng)過PI環(huán)節(jié)生成低電壓穿越波形中正序分量，負(fù)序控制單元經(jīng)過PI環(huán)節(jié)生成低電壓穿越波形中負(fù)序分量，參考信號合成單元將相連接的正序控制單元和負(fù)序控制單元生成的參考電壓進(jìn)行合成，通過變換得到三相坐標(biāo)系下的合成參考電壓并輸出至PWM控制模塊。

7.一種基于上述任一權(quán)利要求所述系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：閉合第二并網(wǎng)開關(guān)為檢測電路供電，在LC濾波器末端建立正常工作電壓；

S2：當(dāng)LC濾波器末端電壓達(dá)到被測設(shè)備的額定電壓時，閉合第一并網(wǎng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)與被測設(shè)備的連接，被測設(shè)備零負(fù)荷正常啟動；

S3：被測設(shè)備帶負(fù)荷運(yùn)行，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；

S4：低電壓測試開始，通過虛擬分壓器模塊實(shí)現(xiàn)故障類型和故障波形的設(shè)置，由變流器控制模塊來控制被測設(shè)備出口生成對應(yīng)的故障電壓；

S5：當(dāng)前測試完成，如果需要進(jìn)行另一項(xiàng)測試則跳轉(zhuǎn)至S3，如果停止測試則進(jìn)入S6；

S6：被測設(shè)備停機(jī)，斷開第一并網(wǎng)開關(guān)、第二并網(wǎng)開關(guān)，測試平臺運(yùn)行結(jié)束。