一种统一电能质量控制器的测试系统及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柔性交流输配电技术，具体涉及一种统一电能质量控制器的测试系统及其测试方法。
【背景技术】
[0002]电能质量控制技术的研宄具有巨大的经济和社会效益，是电力研宄领域中的一个热点。现代工业、商业和居民用电设备，如高性能办公设备、精密实验仪器、变频调速设备、可编程逻辑控制器、各种自动生产线以及计算机系统等对电源特性变化敏感性呈逐年上升趋势，对电能质量的要求不断提高。
[0003]目前研宄比较广泛的电能质量控制器主要有:无功功率补偿装置(SVC和STATCOM等)、有源电力滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)等。但这些装置大都仅以并联或串联的方式接入系统，只能解决部分电能质量问题。随着配电网结构和电力负荷成分的日趋复杂，各种电能质量问题在同一配电系统中或在同一用电负荷中同时出现的情况也会越来越多。如果在同一配电母线上既有电压敏感负荷又有非线性负荷和冲击负荷，就需要同时安装电压补偿装置和电流补偿装置。若针对每一种电能质量问题都单独采取一种类型的治理装置，将会大大增加治理成本，还会增加装置运行维护的复杂程度，并且各装置之间还存在着协调配合问题。
[0004]因此国际上已经在研宄能够解决多种电能质量问题的的电力设备。美国电力科学研宄院(EPRI)学者N.G.Hingorani博士在1998年首先提出了 Custom Power技术，即用户电力技术或定制电力技术的新概念及其新技术，又称DFACTS (Distribut1n FlexibleAC Transmiss1n Systems)技术。1996年，日本学者Akagi在分析“有源电力滤波器新趋势”一文中，首次提出了统一电能质量控制器(Unified Power Quality Condit1ner，简称“UPQC”)的概念，也称统一电能质量控制器。UPQC集电压补偿装置、电流补偿装置和储能装置于一体，可以实现多种电能质量调节功能，是电力技术中的新兴装置，具有很高的性价比。
[0005]UPQC作为功能强大的电能质量综合补偿装置，一般由并联侧和串联侧组成:并联侧并联于线路上，可以实现对线路的无功补偿和谐波补偿，具有STATC0M、APF的功能；串联侧串联于线路上，可以实现对线路的电压补偿，具有DVR、DUPS的功能。UPQC的串联侧、并联侧可解耦后独立运行实现各自功能，也可联合运行实现统一的综合功能，但是却没有一个完整的测试方案来评价其性能的优劣。
[0006]因此，需要提出了一种UPQC通用功能的测试系统，来实现对UPQC无功补偿、电压补偿的稳态和暂态性能的测试。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明提供一种统一电能质量控制器的测试系统，所述测试系统包括电流扰动发生装置、电压扰动发生装置和电能质量监控系统，所述电流扰动发生装置并联接于所述统一电能质量控制器的负载侧；所述电压扰动发生装置的出线端连接至所述统一电能质量控制器的进线端，所述进线端与系统电源相连接；所述电流扰动发生装置和所述电压扰动发生装置的两端分别与所述电能质量监控系统相连接。
[0008]优选地，所述电流扰动发生装置为可变电流源，用于测试所述统一电能质量控制器的无功补偿和谐波补偿性能。
[0009]优选地，所述电流扰动发生装置的电压等级10kV，最大容量1MVA，电流最大谐波次数不小于17次，负载三相不平衡度O?50%可调，功率因数可超前、滞后且在O?I范围连续可调。
[0010]优选地，所述电压扰动发生装置为可变电压源，用于测试所述统一电能质量控制器的电压补偿性能。
[0011]优选地，所述电压扰动装置的电压等级为10kV，最大容量2MVA，电压暂降下降深度为90 %?50 %的额定电压且连续可调。
[0012]优选地，所述电压扰动装置的电压暂降持续时间为1ms?lmin，电压暂降不平衡度为20%，电压最大谐波次数不低于25次。
[0013]优选地，所述电能质量监控系统接收所述电流扰动发生装置和所述电压扰动发生装置采集的系统电压、负载电压、系统电流及负载电流，用于实时监测和分析所述统一电能质量控制器的性能。
[0014]一种统一电能质量控制器的测试方法，所述测试方法用的测试系统为上述统一电能质量控制器的测试系统，所述测试方法包括以下步骤:
[0015]SI，进行试验接线，然后对统一电能质量控制器的控制柜上电，设置控制参数和保护参数；
[0016]S2，统一电能质量控制器下发自检命令；
[0017]S3，启动统一电能质量控制器的测试系统的电压扰动发生装置，配置参数使其工作在电压零输出状态；
[0018]S4，启动统一电能质量控制器测试系统的电流扰动发生装置，配置参数使其工作于电流零输出状态；
[0019]S5，启动统一电能质量控制器测试系统的电能质量监控系统，确认监控系统可以实时监控统一电能质量控制器的运行状态；
[0020]S6，启动统一电能质量控制器的测试系统的UPQC装置，使UPQC装置处于全功能投入状态。
[0021]S7，测试所述电流扰动发生装置输出的各种功率因数的无功电流及谐波电流；
[0022]S8，测试所述电压扰动发生装置输出的各种等级的暂降、暂升电压以及谐波电压；
[0023]S9，用所述电能质量监控系统进行实时监测与分析步骤S7和步骤S8中的数据；
[0024]S10，依次退出统一电能质量控制器、所述电流扰动发生装置和所述电压扰动发生
目.ο
[0025]优选地，所述步骤S7的具体测试项为:
[0026]a)电流扰动装置输出感性0.55pu的三相对称电流，测试统一电能质量控制器的容性无功电流稳态补偿特性；
[0027]b)电流扰动装置输出容性0.55pu的三相对称电流，测试统一电能质量控制器的感性无功电流稳态补偿特性；
[0028]c)电流扰动装置输出的三相对称电流从感性0.09pu阶跃至容性0.91pu，测试统一电能质量控制器的无功电流暂态补偿特性能，重点观察其阶跃响应特性是否满足指标要求；
[0029]d)电流扰动装置输出容性1.09pu的三相对称电流30分钟，测试统一电能质量控制器的无功电流输出连续过载能力；
[0030]e)电流扰动装置输出幅值分别为0.50pu、0.55pu、0.60pu的不对称三相感性电流，测试统一电能质量控制器的容性无功电流稳态补偿特性；
[0031]f)电流扰动装置输出幅值分别为0.50pu、0.55pu、0.60pu的不对称三相容性电流，测试统一电能质量控制器的感性无功电流稳态补偿特性；
[0032]g)电流扰动装置在输出的三相对称无功电流的基础上输出5、7、11、13次谐波电流，测试统一电能质量控制器的谐波电流补偿性能。
[0033]优选地，所述步骤S8的具体测试项为:
[0034]a)电压扰动装置制造暂降幅度分别为0.1pu,0.3pu、0.5pu的三相电压暂降，电压暂降时间随测试要求变化，测试统一电能质量控制器的电压暂降补偿特性；
[0035]b)电压扰动装置制造暂升幅度分别为0.1pu,0.3pu、0.5pu的三相电压暂升，电压暂升时间随测试要求变化，测试统一电能质量控制器的电压暂升补偿特性；
[0036]c)电压扰动装置制造暂降幅度分别为0.1pu,0.3pu、0.5pu的单相电压暂降，电压暂降时间随测试要求变化，测试统一电能质量控制器的电压暂降补偿特性；
[0037]d)电压扰动装置制造暂升幅度分别为0.1pu,0.3pu、0.5pu的单相电压暂升，电压暂升时间随测试要