[发明专利]一种电压扰动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电网测试技术领域，尤其涉及一种电压扰动控制系统。

背景技术

根据美国电科院的统计，90％以上的电能质量问题是由电压扰动(Voltage Sag)和电压凸起(VoltageSwell)造成，其中电压扰动为主要事故原因。目 前，国内外针对电压发生器展开了研究，因为电网故障的不可控性，因此必须 有专门的设备用于测试用电系统在电压扰动发生时的穿越能力，这种设备称为 电压扰动发生器。

目前，电压扰动发生器的研制大多集中在暂降发生器上，而暂升发生器主 要采用变压器方式，即变压器作为暂升发生器，变压器占用体积大，且随着电 压扰动发生器所需输出的功率的增大，所需的变压器的体积也随之增大，这便 不利于电压扰动发生器的小型化发展，同时，变压器工作的过程中不能实现电 压的无级调控，电压变化切换时间长，灵敏度低，这便导致了集成后的电压扰 动发生器的灵敏度低。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电压扰动控制系统。

本发明提出的一种电压扰动控制系统，包括：输入模块、采样模块、扰动 模型运算模块、扰动信号生成模块和执行模块；

输入模块用于输入故障模拟指令，故障模拟指令包括故障电压特征值、电 压扰动持续时间值和电压扰动类型；采样模块用于对待测电网的电压进行采样， 并分析待测电网的当前电压状态；

扰动模型运算模块分别与输入模块和采样模块连接，其根据故障模拟指令 生成电压扰动原始模型，并根据待测电网的当前电压状态对电压扰动原始模型 进行调整，生成电压扰动目标模型；

扰动信号生成模块与扰动模型运算模块连接，其用于将电压扰动目标模型 转换成电压扰动信号；

执行模块包括整流电路、升压电路和逆变电路，整流电路连接待测电网的 供电电路，升压电路连接整流电路；逆变电路设有电压输入端、电压输出端和 控制输入端，其中，电压输入端连接升压电路，电压输出端连接待测电网中的 负载，控制输入端连接扰动信号生成模块，逆变电路根据电压扰动信号产生扰 动电压；采样模块还对扰动电压进行采样，扰动模型运算模块获取采样结果并 将采样结果和预设的目标值进行对比，根据对比结果修正电压扰动目标模型。

优选地，扰动模型运算模块中预设有abc-dq0坐标变换模型，其将故障模 拟指令对应的电压向量特征值导入abc三相静态坐标，然后通过abc-dq0坐标 变换，在dq0同步旋转坐标系下完成复合运算，生成电压扰动原始模型。

优选地，扰动信号生成模块内预设有dq0-abc坐标变换模型，其通过dq0-abc 坐标变换将电压扰动目标模型转换成电压扰动信号。

优选地，电压扰动信号为空间矢量脉宽调制信号。

优选地，电压扰动类型包括三相短路故障引起的三相对称电压扰动、单相 接地短路故障引起的不对称电压扰动、两相相间短路故障引起的不对称电压扰 动，以及两相接地短路故障引起的不对称电压暂降。

优选地，故障电压特征值包括扰动深度和起止相位。

优选地，整流电路采用三相不可控全桥整流电路。

优选地，整流电路与升压电路之间连接有滤波电路。

优选地，滤波电路采用RC滤波电路。

优选地，逆变电路采用变流器。

本发明提供的电压扰动控制系统，可通过输入模块对电压扰动模拟形态进 行设置，并可根据待测电网当前电压状态对预设的电压扰动模拟形式进行调 整，从而可使得调整后的电压扰动目标模型更加贴合待测电网的状态，使得电 压扰动的模拟更加精确并理想化。

本发明可模拟单相、两相及三相电压暂升和暂降，且电压暂升和暂降的持 续时间、深度、起止相位和类型均可调，具有操作简单、一机多用、占用面积 小、可靠性高、实时性好等特点，适用于火电机组一类辅机的(给煤机、给粉 机、空气过滤器等)变频调速系统高低电压穿越试验及其他电气、电子产品在 电网电压故障情况下的性能测试和研究。

本发明在直流侧设置升压电路，在同样输出容量情况下占用体积小，电压 在量程范围内可实现无级高精度变化，电压由稳态至暂态切换时间可达到微秒 级；此外，本发明中整流电路采用不可控整流电路，控制算法简单，发热量低， 不需要与后级的逆变电路进行协调控制，且不可控整流电路的硬件成本低。