專(zhuān)利名稱(chēng)：用于低電壓穿越測(cè)試的低電壓發(fā)生裝置及其電壓控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于低電壓穿越測(cè)試的低電壓發(fā)生裝置，以及該裝置上應(yīng)用的電壓控制方法。
背景技術(shù)：
隨著光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電在電力能源中所占比例越來(lái)越大,光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響已經(jīng)不能忽略，特別對(duì)我國(guó)光伏和風(fēng)電大規(guī)模集中接入的方式，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障造成并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落時(shí)，一旦光伏逆變器、風(fēng)電機(jī)組自動(dòng)脫網(wǎng)可能造成電網(wǎng)電壓和頻率崩潰，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也大大限制了新能源的大規(guī)模利用。因此，必須要求大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)行的光伏逆變器、風(fēng)電機(jī)組具有低電壓穿越功能。但是由于我國(guó)對(duì)低電壓穿越測(cè)試裝置的研究起步較晚，試驗(yàn)和測(cè)試手段匱乏，尚不能研制與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相配套的低電壓穿越測(cè)試裝置，更無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，難以為現(xiàn)場(chǎng)并網(wǎng)驗(yàn)收試驗(yàn)提供有效技術(shù)支撐，本發(fā)明可有效解決該技術(shù)難題。目前常用的低電壓穿越發(fā)生裝置都采用阻抗分壓形式，其中一種阻抗分壓方式如

圖1所示，該方式通過(guò)阻抗1、阻抗2及負(fù)載阻抗的適當(dāng)匹配產(chǎn)生預(yù)期的電壓跌落，即:閉合阻抗2側(cè)的斷路器，產(chǎn)生電壓跌落；斷開(kāi)阻抗2側(cè)斷路器，則電壓恢復(fù)。采用阻抗分壓形式的低電壓穿越發(fā)生裝置系統(tǒng)比較復(fù)雜，且僅能進(jìn)行低電壓穿越測(cè)試，頻率響應(yīng)特性等電網(wǎng)適應(yīng)性試驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展，此外該種形式的測(cè)試裝置占地面積大、不方便運(yùn)輸，因此極大的限制了其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用?！队糜诘碗妷捍┰綔y(cè)試的電壓跌落發(fā)生器研究》(電力電子技術(shù))公開(kāi)了一種逆變器型(VSG)的低電壓發(fā)生裝置，不采用阻抗分壓形式，依靠一個(gè)背靠背的電力電子變流裝置來(lái)產(chǎn)生低電壓。變流裝置包括電源、不控整流單元、全橋逆變單元等。逆變器采用電壓電流雙閉環(huán)控制方法，產(chǎn)生能夠準(zhǔn)確控制的電網(wǎng)電壓跌落下的正、序分量。由于是雙閉環(huán)控制，需要采樣環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、以及提到的比例積分諧振控制環(huán)節(jié)(PIR)等，控制方法比較復(fù)雜，由于采用不控整流單元，在大功率應(yīng)用場(chǎng)合將造成電網(wǎng)諧波電流顯著增大，電壓跌落及恢復(fù)速率受開(kāi)關(guān)頻率限制也將受到影響，無(wú)法模擬實(shí)際電網(wǎng)電壓跌落工況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于低電壓穿越測(cè)試的低電壓發(fā)生裝置及其電壓控制方法，用以解決的現(xiàn)有控制方法較為復(fù)雜問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:用于低電壓穿越測(cè)試的低電壓發(fā)生裝置，包括依次連接的電源、整流器、三相PWM逆變器和濾波器，濾波器的輸出用于連接待測(cè)裝置；所述三相PWM逆變器采用開(kāi)環(huán)控制，其PWM控制器包括:分別輸出調(diào)制度md+、md_、mq- 的正序d軸分量給定單元、負(fù)序d軸分量給定單元、正序q軸分量給定單元和負(fù)序q軸分量給定單元；所述調(diào)制度分別經(jīng)過(guò)ipark變換單元，得到兩相靜止坐標(biāo)系下α、β軸正負(fù)序分量mds+,mds-,mqs+,mqs-,將α軸、β軸正負(fù)序分量分別相加即可得到最終兩相靜止坐標(biāo)系下用于SVPWM調(diào)制的指令ma、me，ma =mdS++mdS_，m e = mqs++mqs_ ；用于SVPWM調(diào)制的指令m a、m e輸入到空間矢量PWM調(diào)制單元,空間矢量PWM調(diào)制單元輸出控制所述三相PWM逆變器。所述整流器為采用雙閉環(huán)控制的三相PWM整流器。所述正序d軸分量給定單元、負(fù)序d軸分量給定單元、正序q軸分量給定單元和負(fù)序q軸分量給定單元與對(duì)應(yīng)的ipark變換單元之間均設(shè)有跌落速度控制單元?！N低電壓發(fā)生裝置的電壓控制方法,控制所述md+、md\ mq\ mj,經(jīng)過(guò)ipark變換和空間矢量PWM調(diào)制，產(chǎn)生預(yù)期的跌落相電壓峰值為nXVT，0 ^ n ^ 10m: = m; = O ;
權(quán)利要求
1.用于低電壓穿越測(cè)試的低電壓發(fā)生裝置，其特征在于，包括依次連接的電源、整流器、三相PWM逆變器和濾波器，濾波器的輸出用于連接待測(cè)裝置；其特征在于，所述三相PWM逆變器采用開(kāi)環(huán)控制，其PWM控制器包括:分別輸出調(diào)制度md+、md_、mq\ m；的正序d軸分量給定單元、負(fù)序d軸分量給定單元、正序q軸分量給定單元和負(fù)序q軸分量給定單元；所述調(diào)制度分別經(jīng)過(guò)ipark變換單元，得到兩相靜止坐標(biāo)系下α、β軸正負(fù)序分量mds+、mds_、π^+、ιν_，將α軸、β軸正負(fù)序分量分別相加即可得到最終兩相靜止坐標(biāo)系下用于SVPWM調(diào)制的指令ma、me, ma = mds.+mds' me = mqs++mqs_;用于SVPWM調(diào)制的指令ma、me輸入到空間矢量PWM調(diào)制單元，空間矢量PWM調(diào)制單元輸出控制所述三相PWM逆變器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低電壓穿越測(cè)試的低電壓發(fā)生裝置，其特征在于，所述整流器為采用雙閉環(huán)控制的三相PWM整流器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低電壓穿越測(cè)試的低電壓發(fā)生裝置，其特征在于，所述正序d軸分量給定單元、負(fù)序d軸分量給定單元、正序q軸分量給定單元和負(fù)序q軸分量給定單元與對(duì)應(yīng)的ipark變換單元之間均設(shè)有跌落速度控制單元。
4.一種如權(quán)利要求1所述的低電壓發(fā)生裝置的電壓控制方法，其特征在于，控制所述md\md\mq\mq_,經(jīng)過(guò)ipark變換和空間矢量PWM調(diào)制,產(chǎn)生預(yù)期的跌落相電壓峰值為nX Vt,
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓控制方法，其特征在于，控制d軸正序、d軸負(fù)序調(diào)制度上升或下降斜率以控制電壓跌落速率。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于低電壓穿越測(cè)試的低電壓發(fā)生裝置及其電壓控制方法，分別給定d軸正序、d軸負(fù)序調(diào)制度，即可獲得單相不平衡跌落、兩相不平衡跌落、三相平衡跌落等各種電壓跌落工況。由于整個(gè)裝置均采用電力電子變換器，且運(yùn)用全數(shù)字控制技術(shù)，因此具有控制簡(jiǎn)單、靈活、裝置體積小、成本低等優(yōu)勢(shì)，可廣泛用于光伏電站、風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)并網(wǎng)驗(yàn)收測(cè)試。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103178546SQ201310102598
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者姚為正, 張建, 劉剛, 張海龍, 王林, 黃輝, 桑福環(huán), 蘆開(kāi)平 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 西安許繼電力電子技術(shù)有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司