[发明专利]一种模块化电网背景谐波模拟装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种模块化电网背景谐波模拟装置及其控制方法，包括：主控单元、全控整流单元、谐波电压发生单元和上位机；所述主控单元与全控整流单元、谐波电压发生单元和上位机分别连接；交流输入端依次串联全控整流单元和谐波电压发生单元；主控单元接收上位机发送的电网背景谐波电压数据参数信息，并根据接收到的信息发出控制指令，控制谐波电压发生单元产生相应的背景谐波电压；谐波电压发生单元输出测的霍尔电压采样信号反馈到主控单元，主控单元根据接收到的反馈信号对控制指令进行调整。本发明用于模拟局部电网背景谐波电压，为被检测设备动态检测提供高精度、智能化的电网背景谐波电压。

技术领域

本发明涉及电网背景特性模拟技术领域，特别是涉及一种模块化电网背景谐波模拟装置及其控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着电力技术的发展，对电气设备性能、可靠性要求越来越高，对电气设备能够承受背景电能质量状况的耐受程度提出了相应的标准要求；其中，电网背景谐波电压是电网中一个重要特征参数，直接关系到设备对谐波的承受能力，设备对谐波的耐受等经济技术问题。

在正常情况下，电网提供三相对称的正弦电压源，故电网出现各类故障的情况并不常见。因此在测试设备并网时，需要能模拟产生电网各类故障的装置。

发明人发现，常规的电压波动、高低压试验，采用调压装置能够对测试设备电压幅值变化进行模拟，通过调节输出侧电压幅值，模拟电网电压波动范围，但对供电电压的背景谐波含量大小不能模拟。

对各种电能质量设备进行动态检测时，需要模拟实际的电网背景电压谐波；采用常规电网模拟装置通过控制输出电压的频率和相位，虽然能够模拟出电网特定的背景谐波，但是，其拓扑结构通常采用大功率电力电子器件，控制精度较低，同时存在设备故障率高、体积大，灵活性差等问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种模块化电网背景谐波模拟装置及其控制方法，能够模拟局部电网背景谐波电压，为电能质量设备动态检测提供高精度、智能化的电网背景谐波电压，满足不同设备的测试需求。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种模块化电网背景谐波模拟装置，包括：主控单元、全控整流单元、谐波电压发生单元和上位机；所述主控单元与全控整流单元、谐波电压发生单元和上位机分别连接；交流输入端依次串联全控整流单元和谐波电压发生单元；

主控单元接收上位机发送的电网背景谐波电压数据参数信息，并根据接收到的信息发出控制指令，控制谐波电压发生单元产生相应的背景谐波电压；谐波电压发生单元输出测的霍尔电压采样信号反馈到主控单元，主控单元根据接收到的反馈信号对控制指令进行调整。

进一步地，所述上位机与远程监控平台连接，通过远程监控平台向上位机发送电网背景谐波电压数据参数信息，上位机将接收到的信息发送至主控单元；或者，远程监控平台直接向主控单元发送电网背景谐波电压数据参数信息。

进一步地，所述全控整流单元包括并联连接的若干全控整流子单元，所述谐波电压发生单元包括若干谐波电压发生子单元，每一个全控整流子单元连接一个谐波电压发生子单元组成一个电网背景谐波模拟模块，所有的电网背景谐波模拟模块的输出端通过分支断路器并联在一起，接入不同测试设备的输入端。

进一步地，主控单元根据测试设备的容量，控制每一个电网背景谐波模拟模块的输出。

进一步地，主控单元与每一个电网背景谐波模拟模块进行双向通信，当单个电网背景谐波模拟模块出现故障后，自动退出运行，其余电网背景谐波模拟模块根据负载容量自动均分输出。

进一步地，所述全控整流单元和谐波电压发生单元采用隔离式PWM整流和PWM逆变的两级变换架构模块化结构，通过扩展功率模块的级联数来扩大装置容量。