本實(shí)用新型涉及電力領(lǐng)域，尤其涉及配電網(wǎng)動(dòng)模系統(tǒng)測試設(shè)備。

背景技術(shù)：

非線性、沖擊性和不對稱負(fù)荷造成的諸如諧波、電壓波動(dòng)、三相電壓不平衡等電能質(zhì)量問題在國內(nèi)外電力行業(yè)有著大量的研究與測試標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的改進(jìn)與補(bǔ)償裝置在配網(wǎng)中有著越來越廣泛的應(yīng)用。這些裝置的可靠性以及實(shí)際使用效果通常需要在配網(wǎng)動(dòng)模系統(tǒng)中進(jìn)行測試。

過去，每個(gè)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)都需要一套獨(dú)立的裝置來人造電能質(zhì)量的“污染源”，且每做一個(gè)試驗(yàn)就需要重新配置負(fù)荷，而無法靈活調(diào)節(jié)注入配網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的諧波、有功、無功與負(fù)序電流。電網(wǎng)諧波和間諧波是重要電能質(zhì)量指標(biāo)，諧波電流注入配網(wǎng)后造成一些節(jié)點(diǎn)的諧波電壓超標(biāo)。過去，諧波與間諧波電流污染的注入一般通過“人造”無源整流的方法，也可以采用功放結(jié)合信號發(fā)生器的方式來實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。另外，三相可編程交流電壓源可以接到某個(gè)公共節(jié)點(diǎn)或負(fù)載點(diǎn)上，來手動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的諧波電壓分配，從而間接地實(shí)現(xiàn)諧波電流注入。三相可編程交流電流源也可以達(dá)到同樣的目的。但是這些可編程電壓與電流源價(jià)格昂貴，功能單一，單位體積重量下輸出功率較小，且都沒有與網(wǎng)側(cè)基波的鎖相功能，因此只能用于諧波標(biāo)準(zhǔn)測試，而無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)序電流和無功電流的注入(電子負(fù)載)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供的一種多功能電能質(zhì)量污染源設(shè)備。

本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種多功能電能質(zhì)量污染源設(shè)備，包括輸入側(cè)和輸出側(cè)，輸入側(cè)接入無窮大電網(wǎng)，輸出側(cè)與動(dòng)模系統(tǒng)的任意節(jié)點(diǎn)的三相母線相連；輸入側(cè)由整流控制器、整流器和LCL濾波器依序連接，輸出側(cè)由逆變器控制器、逆變器和LCL濾波器依序連接，且整流器和逆變器連接；其中，輸入側(cè)的AC/DC變換器采用三相PWM有源整流，將直流側(cè)的電壓逆變?yōu)榭煽氐娜嘟涣麟妷?，通過LCL濾波器與無窮大電網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)輸入側(cè)的功率因數(shù)任意可調(diào)，并將沖擊負(fù)荷能量反饋回輸入側(cè)；輸出側(cè)的DC/AC變換器將直流側(cè)的電壓逆變?yōu)榭煽氐娜嘟涣麟妷?，通過LCL濾波器接入配電網(wǎng)動(dòng)模系統(tǒng)，d-q軸分解后的高性能交直軸電流控制環(huán)能實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)動(dòng)模系統(tǒng)的諧波，負(fù)序，無功，正序沖擊這些電流的注入，從而物理模擬對于電網(wǎng)的各種電能質(zhì)量的污染源。

LCL濾波器中設(shè)有電容支路，該電容支路吸收因DC/AC變換器和AC/DC變換器產(chǎn)生的PWM高頻紋波電流，從而向動(dòng)模系統(tǒng)注入頻率和幅值連續(xù)可調(diào)的多頻率、多相序、多功率因數(shù)的 組合電流。

該設(shè)備中采用多坐標(biāo)系分解算法，可保證在輸出側(cè)接入配網(wǎng)并注入較大“污染電流”時(shí)，配網(wǎng)電壓在大幅度諧波與負(fù)序的畸變情況下對配網(wǎng)基波精確鎖相，從而成功實(shí)現(xiàn)各次諧波與負(fù)序，有功和無功電流的精確可控的輸出。

本實(shí)用新型公開的設(shè)備以三相電壓型高頻PWM(脈寬調(diào)制)變換器為核心，由兩個(gè)環(huán)節(jié)組成:AC/DC(交直變換)，DC/AC(直交變換)。該設(shè)備的整流控制器采用三相PWM有源可控整流，可實(shí)現(xiàn)輸入側(cè)的功率因數(shù)任意可調(diào)，并且可將沖擊負(fù)荷能量反饋回電網(wǎng)輸入側(cè)，在有效節(jié)能的同時(shí)也保證了設(shè)備自身的輸入側(cè)對電網(wǎng)無諧波污染。

PWM高頻開關(guān)電壓源與電網(wǎng)的接口是一個(gè)在廣泛的輸出頻率范圍內(nèi)優(yōu)化設(shè)計(jì)的大功率LCL濾波器，其中的電容支路吸收PWM高頻紋波電流，輸出頻率和幅值連續(xù)可調(diào)的多頻率，多相序，多功率因數(shù)的組合電流。

通過可選配的設(shè)備輸入側(cè)的隔離變壓器，可以保證電氣隔離安全并阻斷高頻共模干擾通路，隔離變壓器的一次側(cè)與無窮大電網(wǎng)相連，二次側(cè)與LCL濾波器相連。隔離變壓器變比為1：1。

本實(shí)用新型公開了一種基于電力電子的多功能諧波污染源設(shè)備,可滿足多個(gè)電能質(zhì)量國標(biāo)(如諧波、電壓波動(dòng)、三相電壓不平衡、波動(dòng)和閃變)的配網(wǎng)動(dòng)模測試需求。

本實(shí)用新型公開的設(shè)備與動(dòng)模系統(tǒng)結(jié)合時(shí)，可實(shí)現(xiàn)5個(gè)電能質(zhì)量國標(biāo)的試驗(yàn)所需的污染源，包括:

1、向電網(wǎng)注入感性無功，引起供電電壓偏差；

2、從電網(wǎng)快速吸收有功電流引起電壓波動(dòng)及閃變，或者在孤立或弱連接的配網(wǎng)中造成供電電壓頻率偏差；

3、向電網(wǎng)注入諧波電流，引起各節(jié)點(diǎn)的諧波和間諧波壓；

4、向電網(wǎng)注入負(fù)序電流，引起三相不平衡；

5、該設(shè)備的技術(shù)方案決定了其多功能的特性；經(jīng)過控制軟件的設(shè)置，該設(shè)備也可向配網(wǎng)動(dòng)模系統(tǒng)注入容性無功率，作為并聯(lián)靜止無功補(bǔ)償器來改善供電電壓偏差。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、該設(shè)備的整流側(cè)采用三相PWM有源可控整流，可實(shí)現(xiàn)輸入側(cè)的功率因數(shù)任意可調(diào)，并且可將沖擊負(fù)荷能量反饋回電網(wǎng)輸入側(cè)，在有效節(jié)能的同時(shí)也保證了設(shè)備自身的輸入側(cè)對電網(wǎng)無諧波污染；

2、通過輸出頻率和幅值連續(xù)可調(diào)的多頻率，多相序，多功率因數(shù)的組合電流，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)電能質(zhì)量國標(biāo)的配網(wǎng)動(dòng)模測試需求。該設(shè)備較之于傳統(tǒng)分立的測試電能質(zhì)量的設(shè)備，將極 大地提高測試效率，同時(shí)減少人力和物力的投入，簡化測試控制屏并減少占地。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的流程圖。

具體實(shí)施方式

一種多功能電能質(zhì)量污染源設(shè)備，包括輸入側(cè)和輸出側(cè)，輸入側(cè)接入無窮大電網(wǎng)，輸出側(cè)與動(dòng)模系統(tǒng)的任意節(jié)點(diǎn)的三相母線相連；輸入側(cè)由整流控制器、整流器和LCL濾波器依序連接，輸出側(cè)由逆變器控制器、逆變器和LCL濾波器依序連接，且整流器的直流側(cè)和逆變器的直流側(cè)連接；其中，輸入側(cè)的AC/DC變換器采用三相PWM有源整流，將直流側(cè)的電壓逆變?yōu)榭煽氐娜嘟涣麟妷?，通過LCL濾波器與無窮大電網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)輸入側(cè)的功率因數(shù)任意可調(diào)，并將沖擊負(fù)荷能量反饋回輸入側(cè)；輸出側(cè)的DC/AC變換器將直流側(cè)的電壓逆變?yōu)榭煽氐娜嘟涣麟妷海ㄟ^LCL濾波器接入配電網(wǎng)動(dòng)模系統(tǒng)，d-q軸分解后的高性能交直軸電流控制環(huán)能實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)動(dòng)模系統(tǒng)的諧波，負(fù)序，無功，正序沖擊這些電流的注入，從而物理模擬對于電網(wǎng)的各種電能質(zhì)量的污染源。

LCL濾波器中設(shè)有電容支路，該電容支路吸收因DC/AC變換器和AC/DC變換器產(chǎn)生的PWM高頻紋波電流，從而向動(dòng)模系統(tǒng)注入頻率和幅值連續(xù)可調(diào)的多頻率、多相序、多功率因數(shù)的組合電流。

該設(shè)備中采用多坐標(biāo)系分解算法，可保證在輸出側(cè)接入配網(wǎng)并注入較大“污染電流”時(shí)，配網(wǎng)電壓在大幅度諧波與負(fù)序的畸變情況下對配網(wǎng)基波精確鎖相，從而成功實(shí)現(xiàn)各次諧波與負(fù)序，有功和無功電流的精確可控的輸出。