一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)。包括啟動電路、變流電路、濾波單元和調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)；所述啟動電路包括依次連接的接觸器、第一電感和斷路器；所述啟動電路還包括與接觸器并聯(lián)連接的至電感的限流電阻；所述啟動電路一端的接觸器通過第二電感連接變流電路，另一端的斷路器連接電網(wǎng)輸入；所述變流電路包括三個單相系統(tǒng)，每個單相系統(tǒng)分別對三相交流電的三相輸入進(jìn)行整流及逆變處理；所述濾波單元連接至所述啟動電路的第一電感和斷路器之間；所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)與變流電路相互連接，并連接至第一電感和接觸器之間；所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)還連接有電網(wǎng)輸入以及后臺系統(tǒng)。本實用新型可以模擬電網(wǎng)電流擾動發(fā)生的實際情況，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，并降低整體成本。
【專利說明】一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國用電負(fù)荷日趨復(fù)雜化和多樣化，大量具有非線性、沖擊性和不平衡性的負(fù)荷造成電網(wǎng)電能質(zhì)量的惡化，向電網(wǎng)注入大量諧波和無功。這就需要有專門的裝置模擬電網(wǎng)實際情況，對相關(guān)電能質(zhì)量治理設(shè)備進(jìn)行測試，電能質(zhì)量治理設(shè)備由電網(wǎng)模擬試驗裝置、電能質(zhì)量擾動發(fā)生裝置和系統(tǒng)監(jiān)控部分構(gòu)成。目前，對電網(wǎng)電壓跌落模擬裝置的研究比較多，而關(guān)注大功率電流擾動的模擬裝置的較少。
[0003]目前國內(nèi)外對于電流擾動模擬的研究并不系統(tǒng)，而且也沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，市場上的諧波發(fā)射器性能不完全而且價格昂貴，這些都給電能質(zhì)量治理設(shè)備的研究和測試帶來很大的不便，所以很有必要對大功率的電流擾動發(fā)生裝置進(jìn)行研究。
[0004]在電能質(zhì)量治理設(shè)備的試驗平臺中，需要電流擾動發(fā)生裝置，對電網(wǎng)的電流擾動狀況進(jìn)行模擬，滿足試驗平臺能夠進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所要求的所有檢測項目，包括電流過載能力，諧波電流畸變等。本申請結(jié)合電能質(zhì)量治理設(shè)備電流擾動試驗的具體要求，提出一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，可用于模擬盡可能真實的電流擾動環(huán)境，以滿足對電能質(zhì)量治理設(shè)備的測試與試驗要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，在滿足對大功率電能質(zhì)量治理設(shè)備測試需求的基礎(chǔ)上總結(jié)了電流擾動發(fā)生系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)的功能，建立了電網(wǎng)電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，該電路可以模擬電網(wǎng)電流擾動發(fā)生的實際情況，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，并降低整體成本。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:包括啟動電路、變流電路、濾波單元和調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)；
[0007]所述啟動電路包括依次連接的接觸器、第一電感和斷路器；所述啟動電路還包括與接觸器并聯(lián)連接至電感的限流電阻；所述啟動電路一端的接觸器通過第二電感連接變流電路，啟動電路的另一端的斷路器連接電網(wǎng)輸入；
[0008]所述變流電路包括三個單相系統(tǒng)，每個單相系統(tǒng)分別對三相交流電的三相輸入進(jìn)行整流及逆變處理；
[0009]所述濾波單元連接至所述啟動電路的第一電感和斷路器之間；
[0010]所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)與變流電路相互連接，并連接至第一電感和接觸器之間；所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)還連接有電網(wǎng)輸入以及后臺系統(tǒng)，所述后臺系統(tǒng)即一電能質(zhì)量治理監(jiān)控系統(tǒng)。
[0011]進(jìn)一步的，所述單相系統(tǒng)包括兩個IGBT橋臂和一直流母線電容器，并相互并聯(lián)連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述IGBT橋臂由兩個IGBT電路串聯(lián)而成；所述IGBT電路包括并聯(lián)連接的IGBT與二極管。
[0013]進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)包括一單片機(jī)系統(tǒng)；所述單片機(jī)系統(tǒng)連接有用于與后臺系統(tǒng)、變流電路和啟動電路進(jìn)行通訊的通訊接口。
[0014]進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)還連接有若干電流檢測單元和若干電壓檢測單元。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下有益效果:
[0016]1、本發(fā)明采用電力電子變流技術(shù)能夠滿足大功率試品的電流擾動測試；
[0017]2、通過PWM調(diào)制驅(qū)動逆變電路控制電流擾動模擬量輸出，真實的反應(yīng)電網(wǎng)電流擾動情況；
[0018]3、控制靈活，結(jié)構(gòu)簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例的啟動電路。
[0021]圖3是本實用新型實施例的變流電路。
[0022]圖4是本實用新型實施例的濾波單元。
[0023]圖5是本實用新型實施例的調(diào)節(jié)與監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0025]如圖1-2所示，本實用新型的一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:包括啟動電路、變流電路、濾波單元和調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)；
[0026]所述啟動電路包括依次連接的接觸器、第一電感和斷路器；所述啟動電路還包括與接觸器并聯(lián)連接至電感的限流電阻；所述啟動電路一端的接觸器通過第二電感連接變流電路，啟動電路的另一端的斷路器連接電網(wǎng)輸入；
[0027]所述變流電路包括三個單相系統(tǒng)，每個單相系統(tǒng)分別對三相交流電的三相輸入進(jìn)行整流及逆變處理；
[0028]所述濾波單元連接至所述啟動電路的第一電感和斷路器之間；
[0029]所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)與變流電路相互連接，并連接至第一電感和接觸器之間；所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)還連接有電網(wǎng)輸入以及后臺系統(tǒng)，所述后臺系統(tǒng)即一電能質(zhì)量治理監(jiān)控系統(tǒng)。
[0030]如圖3所示，所述單相系統(tǒng)包括兩個IGBT橋臂和一直流母線電容器，并相互并聯(lián)連接。
[0031]其中，所述IGBT橋臂由兩個IGBT電路串聯(lián)而成；所述IGBT電路包括并聯(lián)連接的IGBT與二極管。
[0032]所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)包括一單片機(jī)系統(tǒng)；所述單片機(jī)系統(tǒng)連接有用于與后臺系統(tǒng)、變流電路和啟動電路進(jìn)行通訊的通訊接口。
[0033]如圖5所示，所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)還連接有若干電流檢測單元和若干電壓檢測單
J Li ο
[0034]以下為本實用新型的具體實施例。[0035]本發(fā)明的電流擾動發(fā)生系統(tǒng)的核心技術(shù)是:由啟動電路、變流電路、濾波單元以及調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)組成；系統(tǒng)利用電力電子變流技術(shù)，采用先進(jìn)的全控型器件絕緣柵雙極型晶體管IGBT將三相交流電源整流成直流電壓源，再利用高效的控制系統(tǒng)，采用電流環(huán)恒流控制，使輸出無功電流與諧波電流完全受控，輸出諧波范圍可選擇，可輸出基波無功電流。
[0036]如圖1所示，是本實用新型電流擾動發(fā)生系統(tǒng)具體工作原理:
[0037]在初始狀態(tài)時，斷路器(QFl)和接觸器(KMl)均于斷開狀態(tài)，當(dāng)電流擾動發(fā)生系統(tǒng)需要上電時，先使QFl閉合，通過限流電阻經(jīng)過二極管全橋不控整流對裝置直流母線電容器進(jìn)行充電并緩慢建立直流電壓，持續(xù)一段時間后，當(dāng)充電電壓達(dá)到恒定值后，控制系統(tǒng)閉合KM1，將限流電阻旁路，再經(jīng)二極管全橋不控整流給直流母線進(jìn)行充電，PWM (脈沖寬度調(diào)制)整流電路進(jìn)入全控工作模式，即IGBT工作進(jìn)入PWM整流狀態(tài)，并將直流母線電壓穩(wěn)定至額定值，PWM整流軟啟動過程結(jié)束。
[0038]此時，調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)接收后臺設(shè)置的諧波電流、無功功率、疊加情況參考值，將參考值與裝置實際輸出的數(shù)據(jù)對比，送入到調(diào)節(jié)監(jiān)測單元，得到控制用參考電流，該參考電流經(jīng)過驅(qū)動電路單元進(jìn)行PWM調(diào)制后驅(qū)動逆變電路，生成所需的諧波電流及無功功率，并形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，保證輸出諧波電流和無功功率的穩(wěn)定度和精度。
[0039]以上是本實用新型一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)的較佳實施例，凡依本實用新型技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實用新型技術(shù)方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:包括啟動電路、變流電路、濾波單元和調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)； 所述啟動電路包括依次連接的接觸器、第一電感和斷路器；所述啟動電路還包括與接觸器并聯(lián)連接至電感的限流電阻；所述啟動電路一端的接觸器通過第二電感連接變流電路，啟動電路的另一端的斷路器連接電網(wǎng)輸入； 所述變流電路包括三個單相系統(tǒng)，每個單相系統(tǒng)分別對三相交流電的三相輸入進(jìn)行整流及逆變處理； 所述濾波單元連接至所述啟動電路的第一電感和斷路器之間； 所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)與變流電路相互連接，并連接至第一電感和接觸器之間；所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)還連接有電網(wǎng)輸入以及后臺系統(tǒng)，所述后臺系統(tǒng)即一電能質(zhì)量治理監(jiān)控系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述單相系統(tǒng)包括兩個IGBT橋臂和一直流母線電容器，并相互并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述IGBT橋臂由兩個IGBT電路串聯(lián)而成；所述IGBT電路包括并聯(lián)連接的IGBT與二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)包括一單片機(jī)系統(tǒng)；所述單片機(jī)系統(tǒng)連接有用于與后臺系統(tǒng)、變流電路和啟動電路進(jìn)行通訊的通訊接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流擾動發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)節(jié)監(jiān)測系統(tǒng)還連接有若干電流檢測單元和若干電壓檢測單元。
【文檔編號】H02M7/797GK203645573SQ201420003768
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】林焱, 吳丹岳, 李發(fā)祿, 黃道姍, 龔陳雄, 張健 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院