一种电能质量治理设备试验系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电能质量治理设备试验系统，在实验室中模拟各种电能质量现象，为电网电能质量的测量、分析、评估和控制建立基础平台。
【背景技术】
[0002]目前，很多的电能质量治理设备在电网中运行，为了保证设备运行的可靠和稳定，需要提前对电能质量治理设备进行测试和试验，这就需要一种试验系统。这种试验系统中，需要一个大功率电压源，对电网的电压状况进行模拟，满足试验平台能够进行相关产品国家标准或者行业标准所要求的所有检测项目，包括电压波动和闪变、频率变化、电网三相不平衡、无功补偿和谐波电压测试等。另外需要电流扰动发生装置，对电网的电流扰动状况进行模拟，满足试验系统能够进行相关产品国家标准或者行业标准所要求的所有检测项目，包括电流过载能力，谐波电流畸变等。本申请结合电能质量治理设备试验系统的具体要求，提出一种试验系统，可用于模拟尽可能真实的电网环境和电流扰动环境，以满足对电能质量治理设备的测试与试验要求。
[0003]电能质量治理设备的试验系统由电网模拟试验装置、电能质量扰动发生装置和系统监控部分构成。作为电网模拟试验装置的大功率电压源，其等效电阻可调，可以模拟试品在不同电网参数下的特性。电能质量扰动发生装置应能够满足试品无功补偿、谐波发生功能试验的要求，能够发出不小于试品额定电流的容性或感性的无功电流或谐波电流，且幅值和方向在线可调。
[0004]目前国内外对于电网模拟装置的研宄并不系统，而且也没有相应的标准和规范。目前，对电压跌落模拟装置的研宄比较多，专门的电网模拟试验装置的研宄较少。一些相关的研宄主要是关注控制方法的研宄，而关注电网模拟装置的很少。市场上的模拟电源性能不完全而且价格昂贵，国内外对于电流扰动模拟的研宄也并不系统，市场上的谐波发生器性能不完全而且价格昂贵，这些都给电能质量治理设备的研宄和测试带来很大的不便，所以很有必要对大功率电网模拟试验装置和电能质量扰动发生装置进行研宄。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种电能质量治理设备试验系统，包含有大功率电网模拟试验装置和电能质量扰动发生装置，该系统在满足对大功率电能质量治理设备测试需求的基础上总结了试验系统应实现的功能，可以模拟电网实际情况和扰动发生情况，设备结构简单，功能齐全，并降低整体成本。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种电能质量治理设备试验系统，其特征在于:包括一电网模拟试验装置，所述电网模拟试验装置的输入端与第一断路器的第二端连接，所述电网模拟试验装置的输出端与第二断路器的第一端连接，所述第二断路器的第二端分别与第三断路器的第一端和第四断路器的第一端连接，所述第三断路器的第二端与一试品连接，所述第四断路器的第二端与一电能质量扰动发生装置连接，还包括一系统监控台，所述系统监控台分别与电网模拟试验装置的输出端、第二断路器的第二端、第三断路器的第一端以及第四断路器的第一端连接；
所述电网模拟试验装置通过整流、逆变与滤波，输出模拟电网电压；
所述电能质量扰动发生装置采用全控型器件将三相交流电整流成直流电压，再采用电流环恒流控制，输出完全受控的无功电流与谐波电流；
所述系统监控台用于采集并控制所述电网模拟试验装置输出的模拟电网电压、所述电能质量扰动发生装置输出的无功电流与谐波电流、所述试品的输出以及母线的电能质量，计算试品的响应时间、谐波补偿率以及损耗。
[0007]在本发明一实施例中，所述电网模拟试验装置包括一启动单元、一能量转换单元、一滤波单元与一检测及控制系统，所述启动单元、能量转换单元、滤波单元依次连接，所述能量转换单元还与所述检测及控制系统的一端连接，所述检测及控制系统的另一端与所述滤波单元连接，所述滤波单元与所述试品连接。
[0008]在本发明一实施例中，所述能量转换单元由三个单相系统并联而成，所述单相系统由一整流电路、一逆变电路、一 LC滤波电路串联而成，所述LC滤波电路的一端为共地端。
[0009]在本发明一实施例中，所述整流电路及逆变电路皆采用全控型器件。
[0010]在本发明一实施例中，所述整流电路为三相PWM整流电路。
[0011 ] 在本发明一实施例中，所述逆变电路为单相PWM逆变电路，所述单相PWM逆变电路通过全控型器件的导通与关断将整流电路产生的直流电压进行逆变，将所述直流电压转化成与正弦波等效的PWM电压波形。
[0012]在本发明一实施例中，还包括一后台系统，所述检测及控制系统采集电网电压、桥臂电流、直流电压、输出电压、输出电流及电感电流，通过对所述能量转换单元进行控制模拟需要的电网情况，并实现与所述后台系统的数据通讯。
[0013]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1、本发明通过PWM整流和逆变电路控制模拟量的输出，真实反应了电网电压的实际情况；
2、本发明通过PWM调制驱动逆变电路控制电流扰动模拟量输出，真实的反应电网电流扰动情况；
3、本发明能够满足大功率试品的电网模拟测试和电流扰动测试。
【附图说明】
[0014]图1是本发明系统结构示意图。
[0015]图2是本发明电网模拟试验装置结构示意图。
[0016]图3是本发明能量转化单元主电路结构图。
[0017]图4是本发明检测及控制系统结构示意图。
[0018]图5是本发明电能质量扰动发生装置结构示意图。
[0019]图中:11-第一断路器；12_第二断路器；13_第三断路器；14_第四断路器；2_单相系统；21-整流电路；22_逆变电路；23-LC滤波电路。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0021]请参照图1，本发明提供一种电能质量治理设备试验系统，其特征在于:包括一电网模拟试验装置，所述电网模拟试验装置的输入端与第一断路器11的第二端连接，所述电网模拟试验装置的输出端与第二断路器12的第一端连接，所述第二断路器12的第二端分别与第三断路器13的第一端和第四断路器14的第一端连接，所述第三断路器13的第二端与一试品连接，所述第四断路器14的第二端与一电能质量扰动发生装置连接，还包括一系统监控台，所述系统监控台分别与电网模拟试验装置的输出端、第二断路器12的第二端、第三断路器13的第一端以及第四断路器的第一端14连接；
所述电网模拟试验装置通过整流、逆变与滤波，输出模拟电网电压；
所述电能质量扰动发生装置采用全控型器件将三相交流电整流成直流电压，再采用电流环恒流控制，输出完全受控的无功电流与谐波电流；
所述系统监控台用于采集并控制所述电网模拟试验装置输出的模拟电网电压、所述电能质量扰动发生装置输出的无功电流与谐波电流、所述试品的输出以及母线的电能质量，计算试品的响应时间、谐波补偿率以及损耗。
[0022]请参照图2，所述电网模拟试验装置包括一启动单元、一能量转换单元、一滤波单元与一检测及控制系统，所述启动单元、能量转换单元、滤波单元依次连接，所述能量转换单元还与所述检测及控制系统的一端连接，所述检测及控制系统的另一端与所述滤波单元连接，所述滤波单元与所述试品连接。