[发明专利]一种暂态电能质量问题模拟系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种暂态电能质量问题模拟系统及控制方法，包括电网侧、电压发生装置和负载侧；所述的电网侧和所述的负载侧连接，形成主回路；所述的电压发生装置与所述的负载侧连接，形成暂态电能质量问题模拟回路；所述的电压发生装置包括双向DC/DC IGBT电路和储能电路，在正常状态下，通过主回路向负载侧供电，同时通过所述的双向DC/DC IGBT电路向所述的储能电路内充电；当进行暂态电能质量问题模拟时，所述的储能电路通过所述的双向DC/DC IGBT电路向所述的负载侧输出电能。本发明具有极高的动作速度以及极高的工作效率，可直接为各类负载提供多种情况的暂态电能质量问题发生模拟。

技术领域

本发明属于电气领域，具体地说，涉及一种暂态电能质量问题模拟系统及控制方法。

背景技术

暂态电能质量发生装置主要用于各类实验室、科研机构、研究院所等单位机构实现暂态电能质量问题研究或验证暂态电能质量治理效果等场合，也可用于特殊定制化电源波形输出场合。

暂态电能质量问题根源与电网的特殊事故，对用户的直接表现为出现供电的短时故障，最常见的故障为：电压暂降、电压骤升、短时中断等。为了更好的研究暂态电能质量问题对供电设备的影响以及研究如何应对处理暂态电能质量问题，需要一些特定的装置来模拟实现电压的跌落、骤升、短时中断等特定工况。针对这种需求，目前技术领域有以下几类实现方式：

①交流调压器：通过调压器直接将电压调高、调低实现电压的升降，目前有手动、电动形式的调压器，此种方法受调压器调节速度影响，无法满足暂态电能质量对电压跌落、骤升速度的要求，电压变化过程电压属于缓升降，无法精确的控制目标电压以及持续时间，无法精确的实现特定模式的电压产生需求(如短时多次跌落或其他)；

②配合电子开关的自耦调压装置：通过电子开关，切换不同挡位的调压器输出，从而直接切换不同的电压输出。设定不同的电压跌落、骤升幅度时，需要预先调节自耦变压器的输出电压，操作时间长。由于使用电力电子器件做开关实现硬切换，开关器件的电气应力大，器件寿命低，如遇到感性类负载，容易导致切换器件损坏，特定形式的波形事件无法实现(如电压暂降后，在限定时间内缓慢恢复，或不同幅度波形连续切换等)；

③三相逆变电源：由电网通过功率整流器件、直流支撑单元、逆变单元等统一构成的三相逆变电源，通过程序设定直接调节输出电压。效率低下，为了实现骤升、暂降等宽范围电压输出，需要使用可控整流+可控逆变两级拓扑，整体效率低下，通常小于90％，设备输出受环境温度影响极大，同时设备电流过载能力低，在波形发生过程中容易过流保护，常规设计的逆变电源无法直接带风机、水泵等电机类负载启动或容易因启动而损坏，通过扩大逆变器容量可以解决部分过流、带电机类负载问题，但会导致成本成倍上升，而且无法根治无法直接产生单相电压跌落，如使用三单相桥模式，成本更高；

④变压器模拟短路实验：通过短路变压器前端供电，直接模拟真实的暂态电能质量事件。成本极高，同时由于实际进行短路实验，风险性极高，短路的断路器类部件寿命极短，虽然模拟真实情况，但很难定量的模拟各类不同幅度、不同持续事件的暂态电压波形，真实电网实验，对电网冲击极大，同时会影响供电网上的其他设备。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种暂态电能质量问题模拟系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种暂态电能质量问题模拟系统，其特征在于：包括电网侧、电压发生装置和负载侧；

所述的电网侧和所述的负载侧连接，形成主回路；

所述的电压发生装置与所述的负载侧连接，形成暂态电能质量问题模拟回路；