[发明专利]一种用于配网动模实验平台的柔性故障模拟器系统

说明书

本发明涉及一种用于配网动模实验平台的柔性故障模拟器系统，包括：上位机、主控处理模块、电压过零比较模块、电压互感模块、驱动模块、双向可控硅开关模块、接触器模块以及电源模块；主控处理模块经以太网连接至上位机，并分别与电压过零比较模块以及驱动模块相连；电压过零比较模块经电压互感模块接入一次侧母线末端；驱动模块分别与接触器模块以及双向可控硅开关模块相连；双向可控硅开关模块串联于一次侧母线末端；电源模块分别与主控处理模块、电压过零比较模块以及驱动模块相连。本发明所提出的一种用于配网动模实验平台的柔性故障模拟器系统，有效地改善了故障模拟器的暂态波形以及实现了故障相角的精确控制。

技术领域

本发明涉及电力系统配电网领域，特别是一种用于配网动模实验平台的柔性故障模拟器系统。

背景技术

在实际配网线路上进行故障模拟虽然可以得到较为可靠的实验数据，但是实际配电网的故障是随机且不可控的，对于配电网故障的研究很难在实际系统中进行。因此，若研究人员需要对配电网某种故障或者某些故障做系统的研究，搭建实物化的基于10kV配网的动态模拟仿真模型是十分必要的。实验平台通过标幺值等效的方法将10kV配网电压等级降为更为安全的0.4kV。对于仿真系统而言，需要一个能够模拟诸如单相、两相、三相故障、精确控制故障相角且可以控制多种不同接地电阻的故障模拟装置，实现在动态模拟系统中研究人员可以按照课题需要控制研究各种不同故障。

但是现有的技术往往采用接触器模拟故障，由于其时间离散性大所以对短路电路的控制通常采用随机合闸的方式，不能实现短路相角的控制。通过研究发现，不同的短路相角会对短路波形产生很大的影响，不能重复两次相同的实验。而且，接触器作为机械开关必然存在抖动现象，导致短路电流的暂态波形效果不理想。目前市场中没有合适的用于配电网动态模拟系统的故障模拟器，基于0.4kV配网动模实验平台的故障模拟器很少见，而且现有设计均采用接触器作为模拟器的开关器件，接触器导通时间离散性大，很难精确控制合闸相角且合闸时存在抖动现象暂态特性不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于配网动模实验平台的柔性故障模拟器系统，以克服现有技术存在的缺陷.

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于配网动模实验平台的柔性故障模拟器系统，包括：上位机、主控处理模块、电压过零比较模块、电压互感模块、驱动模块、双向可控硅开关模块、接触器模块以及电源模块；所述控处理模块经以太网连接至所述上位机；所述主控处理模块还分别与所述电压过零比较模块以及所述驱动模块相连；所述电压过零比较模块经所述电压互感模块接入一次侧母线末端；所述驱动模块分别与所述接触器模块以及所述双向可控硅开关模块相连；所述双向可控硅开关模块还串联于一次侧母线末端；所述电源模块分别与所述主控处理模块、所述电压过零比较模块以及所述驱动模块相连。

在本发明一实施例中，所述主控处理模块为一STM32F103ZET6微控制器；所述主控处理模块经一W5200接入以太网中，与所述上位机相连；所述W5200的nSCS端、SCLK端、MISO端以及MOSI端分别对应接入所述STM32F103ZET6微控制器的PA4端、PA5端、PA6端以及PA7端；所述W5200的nINT端、PWDN端以及nRESET端分别对应接入所述STM32F103ZET6微控制器的PB0端、PB1端以及PB2引脚。