[发明专利]大功率低频振荡试验电源装置

摘要

本发明一种大功率低频振荡试验电源装置，可测试动态无功补偿装置及并网变流器等设备在电网存在低频振荡工况下的控制性能及低频振荡抑制功能。大功率低频振荡试验电源装置并联在电网上通过采样电网电压、整流阀侧电流、直流侧电压实现整流侧的定直流侧电压及定无功功率控制；逆变侧通过采样电源输出电压作为控制器反馈输入信号进行定交流侧电压与频率控制，同时采用电压闭环对电网低频电压进行控制从而实现电网电压低频振荡发生器功能。

主权项

1.一种大功率低频振荡试验电源装置，包括电网系统电源、电网电压PT、整流阀侧电流CT、低频振荡试验电源、电源输出电压PT、整流侧控制器、逆变侧控制器、风机变流器或无功补偿器、直流电压PT，所述大功率低频振荡试验电源装置并联在电网上通过采样电网电压、整流阀侧电流、直流侧电压实现整流侧的定直流侧电压及定无功功率控制；逆变侧通过采样电源输出电压作为控制器反馈输入信号进行定交流侧电压与频率控制，同时采用电压闭环对电网低频电压进行控制，从而实现电网电压低频振荡发生器功能，其特征在于，具体的实现方法是：1)将低频振荡试验电源并联挂接在电网系统电源上，启动整流侧单元，整流侧控制器采样电网电压PT、整流阀侧电流CT、直流电压PT实现整流侧的定直流侧电压及定无功功率控制；2)直流侧电压建立后启动逆变侧单元，逆变侧控制器通过采样电源输出电压PT作为控制器反馈输入信号进行定交流侧电压与频率控制；启动风机变流器或无功补偿器使其正常工作；逆变侧通过电压闭环对电网低频电压进行控制从而实现电网电压低频振荡发生器功能；观察被测试设备性能及使能变流器或补偿器低频振荡抑制功能，观察被测试设备抑制效果；整流侧定直流侧电压及定无功功率控制的具体控制策略如下：整流控制策略由直流电压外环与有功、无功电流内环组成，直流电压外环参考值Udc_ref与反馈值Udc_fdb做差进入PI控制器环节；PI控制器输出作为有功电流内环的电流参考值；整流器输出电流检测值Ia、Ib、Ic经abc/dq变换得到同步旋转坐标系下的直流电Id、Iq；将电流内环电流参考值Id_ref、Iq_ref与电流反馈值Id、Iq进行比较通过相应的PI调节器实现电流内环的无静差控制；电流内环PI控制器输出分量Ud^*、Uq^*与前馈分量、解耦分量运算得到整流器控制输出Md、Mq；Md、Mq经dq/abc逆变换得到整流控制调制波Ma、Mb、Mc从而实现整流侧定直流侧电压与定无功功率控制；逆变侧定交流侧电压与频率控制的控制策略如下：首先实现电网基频电压与低频电压的检测：逆变侧低频振荡发生器采样逆变器输出电压Ua、Ub、Uc；Ua、Ub、Uc在基频下进行DQ变换得到Ud与Uq；经平均值滤波后输出基频成分在DQ坐标系下的基波d轴幅值Ud_f与基波q轴幅值Uq_f；同时Ud与Uq经过带通滤波器得到低频振荡分量Ud_dp与Uq_dp；低频振荡分量Ud_dp与Uq_dp在振荡频率下进行DQ变换得到振荡频率成分在DQ坐标系下的直流分量Ud_dp_d、Ud_dp_q、Uq_dp_d、Uq_dp_q；求取DQ坐标系下的电压幅值A_d_dp、A_q_dp；通过上述检测实现基波d轴幅值Ud_f、基波q轴幅值Uq_f，低频d轴幅值A_d_dp、低频q轴幅值A_q_dp检测；基波d轴幅值Ud_f、基波q轴幅值Uq_f与参考值Ud_ref、Uq_ref做差进入PI控制器环节；PI控制器输出Ud^*、Uq^*在基频下进行DQ反变换得到调制波Ma、Mb、Mc控制逆变器基频输出电压；低频d轴幅值A_d_dp、低频q轴幅值A_q_dp与参考值Ud_dp_ref、Uq_dp_ref做差进入PI控制器环节；PI控制器输出Ud_dp、Uq_dp与低频振荡频率正弦波相乘得到低频振荡控制分量Ud_dp^*、Uq_dp^*；Ud_dp^*、Uq_dp^*在基频下进行DQ反变换得到调制波Ma_dp、Mb_dp、Mc_dp，控制逆变器低频输出电压。