[發明專利]一種暫態電能質量問題模擬系統及控制方法

在審

• 申請號: 201910832891.X
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110649595A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 宋國偉;李新娟;秦玲;陳小佳;王建光;曲艷智
• 申請（專利權）人: 東方博沃(北京)科技有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/32;G01R31/00
• 代理公司: 11223 北京元中知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 熊蒙

本發明公開了一種暫態電能質量問題模擬系統及控制方法，包括電網側、電壓發生裝置和負載側；所述的電網側和所述的負載側連接，形成主回路；所述的電壓發生裝置與所述的負載側連接，形成暫態電能質量問題模擬回路；所述的電壓發生裝置包括雙向DC/DC IGBT電路和儲能電路，在正常狀態下，通過主回路向負載側供電，同時通過所述的雙向DC/DC IGBT電路向所述的儲能電路內充電；當進行暫態電能質量問題模擬時，所述的儲能電路通過所述的雙向DC/DC IGBT電路向所述的負載側輸出電能。本發明具有極高的動作速度以及極高的工作效率，可直接為各類負載提供多種情況的暫態電能質量問題發生模擬。

技術領域

本發明屬于電氣領域，具體地說，涉及一種暫態電能質量問題模擬系統及控制方法。

背景技術

暫態電能質量發生裝置主要用于各類實驗室、科研機構、研究院所等單位機構實現暫態電能質量問題研究或驗證暫態電能質量治理效果等場合，也可用于特殊定制化電源波形輸出場合。

暫態電能質量問題根源與電網的特殊事故，對用戶的直接表現為出現供電的短時故障，最常見的故障為：電壓暫降、電壓驟升、短時中斷等。為了更好的研究暫態電能質量問題對供電設備的影響以及研究如何應對處理暫態電能質量問題，需要一些特定的裝置來模擬實現電壓的跌落、驟升、短時中斷等特定工況。針對這種需求，目前技術領域有以下幾類實現方式：

①交流調壓器：通過調壓器直接將電壓調高、調低實現電壓的升降，目前有手動、電動形式的調壓器，此種方法受調壓器調節速度影響，無法滿足暫態電能質量對電壓跌落、驟升速度的要求，電壓變化過程電壓屬于緩升降，無法精確的控制目標電壓以及持續時間，無法精確的實現特定模式的電壓產生需求(如短時多次跌落或其他)；

②配合電子開關的自耦調壓裝置：通過電子開關，切換不同擋位的調壓器輸出，從而直接切換不同的電壓輸出。設定不同的電壓跌落、驟升幅度時，需要預先調節自耦變壓器的輸出電壓，操作時間長。由于使用電力電子器件做開關實現硬切換，開關器件的電氣應力大，器件壽命低，如遇到感性類負載，容易導致切換器件損壞，特定形式的波形事件無法實現(如電壓暫降后，在限定時間內緩慢恢復，或不同幅度波形連續切換等)；

③三相逆變電源：由電網通過功率整流器件、直流支撐單元、逆變單元等統一構成的三相逆變電源，通過程序設定直接調節輸出電壓。效率低下，為了實現驟升、暫降等寬范圍電壓輸出，需要使用可控整流+可控逆變兩級拓撲，整體效率低下，通常小于90％，設備輸出受環境溫度影響極大，同時設備電流過載能力低，在波形發生過程中容易過流保護，常規設計的逆變電源無法直接帶風機、水泵等電機類負載啟動或容易因啟動而損壞，通過擴大逆變器容量可以解決部分過流、帶電機類負載問題，但會導致成本成倍上升，而且無法根治無法直接產生單相電壓跌落，如使用三單相橋模式，成本更高；

④變壓器模擬短路實驗：通過短路變壓器前端供電，直接模擬真實的暫態電能質量事件。成本極高，同時由于實際進行短路實驗，風險性極高，短路的斷路器類部件壽命極短，雖然模擬真實情況，但很難定量的模擬各類不同幅度、不同持續事件的暫態電壓波形，真實電網實驗，對電網沖擊極大，同時會影響供電網上的其他設備。

有鑒于此特提出本發明。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種暫態電能質量問題模擬系統及控制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用技術方案的基本構思是：

一種暫態電能質量問題模擬系統，其特征在于：包括電網側、電壓發生裝置和負載側；

所述的電網側和所述的負載側連接，形成主回路；

所述的電壓發生裝置與所述的負載側連接，形成暫態電能質量問題模擬回路；