關(guān)和輸出固態(tài)開關(guān)，四者集成在一個(gè)控制柜中，保證了該系統(tǒng)的使用便捷性。其中，輸入固態(tài)開關(guān)的第一端與輸入端電網(wǎng)電壓二次側(cè)連接，輸入固態(tài)開關(guān)第二端與旁路固態(tài)開關(guān)的第一端連接；旁路固態(tài)開關(guān)的第一端與輸出固態(tài)開關(guān)的第一端連接；
[0103]輸出固態(tài)開關(guān)的第一端還與輸出端電網(wǎng)電壓二次側(cè)連接，輸出固態(tài)開關(guān)的第二端與電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生器連接。其中，輸入固態(tài)開關(guān)、旁路固態(tài)開關(guān)和輸出固態(tài)開關(guān)均選用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)模塊，保證開關(guān)動(dòng)作的快速性。
[0104]具體實(shí)施時(shí)，首先將風(fēng)電場電網(wǎng)電壓PT 二次側(cè)的輸入端和輸出端斷開，串入輸入固態(tài)開關(guān)，在輸入固態(tài)開關(guān)之后電網(wǎng)電壓驟升驟降模擬發(fā)生器與旁路開關(guān)并聯(lián)運(yùn)行，且旁路固態(tài)開關(guān)與輸出固態(tài)開關(guān)采用聯(lián)動(dòng)設(shè)置，即在正常運(yùn)行時(shí)旁路開關(guān)閉合，輸出固態(tài)開關(guān)打開，電網(wǎng)電壓驟升驟降模擬發(fā)生器不工作；在進(jìn)行模擬故障電壓輸出時(shí)，將旁路開關(guān)斷開，同時(shí)閉合輸出固態(tài)開關(guān)，從而使風(fēng)電場電網(wǎng)電壓PT 二次側(cè)產(chǎn)生電網(wǎng)電壓擾動(dòng)(即發(fā)生電壓驟升驟降故障)。
[0105]具體實(shí)施時(shí)，該電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生系統(tǒng)還包括:交流電壓采樣電路，與輸入端電網(wǎng)電壓二次側(cè)和控制裝置連接，用于采集電網(wǎng)電壓二次側(cè)的電壓信號(hào)，并將電網(wǎng)電壓二次側(cè)的電壓信號(hào)發(fā)送至控制裝置中。采集電網(wǎng)電壓二次側(cè)的電壓信號(hào)主要是通過控制裝置來計(jì)算風(fēng)電場電網(wǎng)電壓相角，然后通過控制裝置的控制使得電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生器中三相逆變器輸出與風(fēng)電場相位相同的三相電壓。
[0106]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種交流電壓采樣電路結(jié)構(gòu)圖，該交流電壓采樣電路包括:
[0107]第一電阻R1的一端與滑動(dòng)電阻R的一端連接，第一電阻R:的另一端與電網(wǎng)電壓二次側(cè)輸入端連接；
[0108]滑動(dòng)電阻R的另一端與第二電阻R2的一端連接，滑動(dòng)電阻R的滑動(dòng)端與第三電阻R3的一端連接；
[0109]第二電阻R2的另一端接地；
[0110]第三電阻R3的另一端與第一電容C i的一端連接；
[0111]第一電容C1的一端還與第四電阻R 4的一端連接；第一電容C i的另一端接地；
[0112]運(yùn)算放大器的正極與第四電阻&的另一端連接；運(yùn)算放大器的負(fù)極分別與第二電容C2的一端和第六電阻R6的一端連接，運(yùn)算放大器的輸出極分別與第二電容C 2的另一端和第五電阻R5的一端連接；運(yùn)算放大器同時(shí)外接+15V和接地；
[0113]第五電阻R5的另一端與光電親合器的第一輸入端連接；
[0114]光電親合器的第二輸入端與光電親合器的第三輸入端連接；光電親合器的第四輸入端接地；光電親合器的第一輸出端和第三輸出端外接+15V ;光電親合器的第二輸出端與第七電阻R7的一端連接；光電親合器的第四輸出端與第六電阻R6的一端連接；
[0115]第六電阻R6的另一端接地；
[0116]第七電阻&的一端還分別與第十三二極管D 13的陽極和第三電容C3的一端連接；第七電阻&的另一端接地；
[0117]第十三二極管D13的陰極外接+3.3V ;
[0118]第三電容C3的一端還與第八電阻R8的一端連接；第三電容C3的另一端接地；
[0119]第八電阻R8的另一端與控制裝置連接。
[0120]具體的，光電親合器米用的是TLP521，包括:第一發(fā)光二極管Dl1、第二發(fā)光二極管D12、第七三極管SV7和第八三極管SV 8；
[0121]所述光電親合器的第一輸入端為第一發(fā)光二極管Dll的陽極；
[0122]所述光電親合器的第二輸入端為第一發(fā)光二極管Dll的陰極；
[0123]所述光電耦合器的第三輸入端為第二發(fā)光二極管D12的陽極；
[0124]所述光電耦合器的第四輸入端為第二發(fā)光二極管D12的陰極；
[0125]所述光電親合器的第一輸出端為第七三極管集電極；
[0126]所述光電親合器的第二輸出端為第七三極管發(fā)射極；
[0127]所述光電耦合器的第三輸出端為第八三極管SV8的集電極；
[0128]所述光電耦合器的第四輸出端為第八三極管3%的發(fā)射極；
[0129]所述第七三極管SV7基極和第八三極管SV s的基極為受光點(diǎn)。
[0130]具體實(shí)施時(shí)，該電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生系統(tǒng)還可以包括:數(shù)據(jù)采集設(shè)備，分別與輸出固態(tài)開關(guān)和控制裝置連接，用于進(jìn)行同步數(shù)據(jù)記錄，即在電網(wǎng)電壓輸出的同時(shí)，記錄電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生時(shí)刻，和輸出的電網(wǎng)電壓，從而計(jì)算風(fēng)電機(jī)組、無功補(bǔ)償裝置等設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間。
[0131]具體實(shí)施時(shí)，上面所說的控制裝置，也是該電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生系統(tǒng)所包括的，用來控制該電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生系統(tǒng)所包括的其他各結(jié)構(gòu)。具體的，控制裝置，分別與輸入固態(tài)開關(guān)、旁路固態(tài)開關(guān)、輸出固態(tài)開關(guān)和電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生器連接，用于為輸入固態(tài)開關(guān)、旁路固態(tài)開關(guān)、輸出固態(tài)開關(guān)和電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生器中的逆變電壓輸出單元103提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；還與交流電壓采樣電路連接，用于接收交流電壓采樣電路采集的電網(wǎng)電壓二次側(cè)的電壓信號(hào)，計(jì)算出電網(wǎng)電壓二次側(cè)的電壓相角，控制電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生器中的逆變電壓輸出單元103輸出與電網(wǎng)電壓二次側(cè)的電壓相角相同的驟升電壓或驟降電壓；還與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接，用于為數(shù)據(jù)采集設(shè)備提供同步觸發(fā)輸出信號(hào)。
[0132]具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明提出的控制裝置采用單片機(jī)處理器PIC18F2331，其控制電路結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，利用單片機(jī)處理器來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓驟升驟降幅值和故障持續(xù)時(shí)間的精確控制，保證控制邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性。單片機(jī)處理器PIC18F2331具有多路輸出端口，如引腳RBl (即驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端口)外接電阻Rll和5V電壓(作用:將信號(hào)加強(qiáng)，固定信號(hào)于5V之內(nèi))，然后連接輸入固態(tài)開關(guān)，為輸入固態(tài)開關(guān)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；引腳RB2(即驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端口 )外接電阻R12和5V電阻，然后連接旁路固態(tài)開關(guān)，為旁路固態(tài)開關(guān)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；引腳RB3(即驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端口 )外接電阻Rl3和5V電阻，然后連接輸出固態(tài)開關(guān)，為輸出固態(tài)開關(guān)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；其內(nèi)部獨(dú)有的PWMO至PWM5 (脈沖寬度調(diào)制)輸出端口，分別連接至電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生中的逆變電壓輸出單元103中的六個(gè)三極管SV1M SV6的基極，提供逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這樣可以簡化逆變器驅(qū)動(dòng)電路程序編寫，通過電壓空間矢量調(diào)制(SVPffM)控制，實(shí)現(xiàn)輸出三相交流電壓；A/D(模數(shù))采樣口，與交流電壓采樣電路連接，通過該采樣口接收交流電壓采樣電路采集的電網(wǎng)電壓二次側(cè)的電壓信號(hào)；同步觸發(fā)端口 SYNC，在輸出電網(wǎng)電壓的同時(shí)，輸出觸發(fā)信號(hào)，可用于觸發(fā)外部數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行同步數(shù)據(jù)記錄，計(jì)算風(fēng)電機(jī)組、無功補(bǔ)償裝置等設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間。
[0133]另，單片機(jī)處理器PIC18F2331由外部5V電壓經(jīng)過電阻R14和電源端口 MCLR供電。
[0134]具體實(shí)施時(shí)，單片機(jī)處理器PIC18F2331會(huì)根據(jù)電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行判斷是否需要輸出交流電壓，即當(dāng)旁路固態(tài)開關(guān)打開時(shí)，電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生器開始逆變，輸出測試需要的交流電壓。單片機(jī)處理器PIC18F2331中設(shè)置有邏輯延時(shí)處理環(huán)節(jié)，當(dāng)測試需要發(fā)生擾動(dòng)電壓信號(hào)時(shí)，電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生器提前開始逆變輸出電壓，在交流電壓建立之后，觸發(fā)旁路固態(tài)開關(guān)的斷開、輸出固態(tài)開關(guān)的導(dǎo)通。
[0135]具體實(shí)施時(shí)，由于現(xiàn)有的采用分壓電阻的方式來模擬電網(wǎng)電壓的驟降故障，無法實(shí)現(xiàn)任意幅度的電網(wǎng)電壓跌落故障，在現(xiàn)場的應(yīng)用方面受到了限制。因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明在實(shí)際測試前，將電壓驟升或驟降的幅度存入到了該單片機(jī)處理器中，輸出的電壓幅值可以根據(jù)測試需要進(jìn)行調(diào)整。該單片機(jī)處理器具備固定等級(jí)的電網(wǎng)電壓驟降與驟升開關(guān)控制按鈕，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓驟降與驟升的幅度和持續(xù)時(shí)間；同時(shí)包含可編程控制按鈕，來實(shí)現(xiàn)不同電網(wǎng)電壓驟升與驟降幅值與持續(xù)時(shí)間的按鈕，功能齊全，操作方便，可以應(yīng)用于風(fēng)電場任何現(xiàn)場試驗(yàn)。
[0136]綜上所述，本發(fā)明提出的電網(wǎng)電壓驟升驟降模擬發(fā)生器及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組、無功補(bǔ)償裝置等設(shè)備在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)的外特性。該電網(wǎng)電壓驟升驟降模擬發(fā)生系統(tǒng)在風(fēng)電場二次側(cè)進(jìn)行電壓驟升驟降模擬，替代高壓側(cè)產(chǎn)生故障信號(hào)，保證了試驗(yàn)操作的安全，同時(shí)接線與現(xiàn)場操作更加便捷。該發(fā)生系統(tǒng)的控制裝置還具備外部同步觸發(fā)功能，在模擬電網(wǎng)電壓驟升驟降故障時(shí)可以自動(dòng)記錄故障發(fā)生時(shí)刻，準(zhǔn)確記錄風(fēng)電機(jī)組、無功補(bǔ)償裝置等設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間。
[0137]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明實(shí)施例的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明實(shí)施例不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
[0138]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電網(wǎng)電壓驟升驟降故障發(fā)生器，其特征在于，包括: 不控整流單元(101)，與外接交流市電連接，用于將交流市電整流成脈動(dòng)直流； 直流穩(wěn)壓單元(102)，與不控整流單元(101)連接，用于維持整流得到的脈動(dòng)直流的穩(wěn)定與平滑； 逆變電壓輸出單元(103)，與直流穩(wěn)壓單元(102)連接，用于將穩(wěn)壓后的脈動(dòng)直流逆變成所需的