[实用新型]分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电磁测量技术领域，尤其是一种分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置。

背景技术

分布式光伏并网发电是太阳能光伏发电的主要形式。目前先进的光伏并网发电系统多采用模块化结构，每个组串式结构光伏组件通过相应的模块化DC/DC变换器与直流母线相连，直流母线和低压配电网之间采用多个模块化DC/AC变换器发电系统或集中式DC/AC变换器发电系统，这些DC/AC变换器可提供本地用户负载所需的全部或部分无功功率和谐波电流，DC/AC变换器需要进行各次谐波电流的控制输出，光伏并网发电系统需要进行基波及各次谐波功率的计量，因此需要具有一定准确度的周期性畸变电流传感装置。

目前常用的电流传感装置有电流互感器和罗氏线圈两种。电流互感器由于使用了铁芯，因此基波电流测量准确度高且长期稳定性好，但是铁芯材料的饱和及磁滞等特点使得电流互感器在测量谐波电流时准确度低。罗氏线圈由于使用了非磁性材料骨架，因此具有不饱和及频带宽的优点，但是长期使用过程中存在着线圈冷热膨胀、积分还原电路元器件温漂等问题，因此准确度较低且不稳定。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置，它能对分布式光伏并网发电系统周期性畸变电流的基波及各次谐波进行准确的传感。

为此，本实用新型采用如下的技术方案：分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置，包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、铁芯、第四线圈、第一电阻、第一运算放大器、第二电阻、第三电阻、电容、第二运算放大器、模数转换器、微处理器和RS485通信接口；

所述的第一线圈和第二线圈均匀绕制在非磁性圆环骨架上，构成罗氏线圈；第三线圈和第四线圈均匀绕制在闭环铁芯上，构成电流互感器；第一运算放大器构成电压跟随器；第二电阻、第三电阻、电容和第二运算放大器构成有损积分器；

第二电阻的一端分别与第三电阻的一端、电容的一端和第二运算放大器的反相输入端相连接，第二运算放大器的同相输入端与地相连接，第三电阻的另一端、电容的另一端和第二运算放大器的输出端相连接，第二电阻的另一端为有损积分器的输入端，第二运算放大器的输出端为有损积分器的输出端；

模数转换器具有第一模拟量输入端和第二模拟量输入端，有损积分器的输出端与模数转换器的第一模拟量输入端相连接；第一线圈的非同名端与第三线圈的同名端相连接，第二线圈的同名端与电压跟随器的输入端相连接，电压跟随器的输出端与有损积分器的输入端相连接，第二线圈的非同名端与地相连接，第四线圈的同名端分别与第一电阻的一端和模数转换器的第二模拟量输入端相连接，第四线圈的非同名端分别与第一电阻的另一端和地相连接，微处理器接收来自模数转换器的两路数字信号并经过计算后将计算值通过RS485通信接口输出；

第一线圈的同名端与第三线圈的非同名端构成分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置的输入端口，当第一线圈和第三线圈的匝数均为1时，该分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置为一次电流母线式结构，RS485通信接口为分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置的输出端口。

本实用新型结合罗氏线圈和电流互感器的优点，利用电流互感器在测量周期性畸变电流的基波电流分量时高准确度的特点，来在线校准带有积分还原电路的罗氏线圈的电流转换系数，从而实现对分布式光伏并网发电畸变电流长期稳定的准确测量。

对于罗氏线圈，其输出式中i₁为被测量的一次电流，罗氏线圈互感系数N₁和N₂分别为第一线圈和第二线圈的匝数，μ₀为空气磁导率，S和l分别为非磁性圆环骨架的等效截面积及磁路长度。当有损积分器第三电阻R₃的阻值足够大时有R₂和C分别为第二电阻和电容，因此有损积分器的输出为：