一種有孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源的制作方法
【專利摘要】一種有孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源，其特征在于，所述交流源由輸入斷路器QF1、輸出斷路器QF2、接觸器KM1、交流電抗器L、可控整流器、12只IGBT構(gòu)成3個(gè)H橋逆變器、3只單相LC濾波器、3只單相變壓器和旁路接觸器KM2組成。本實(shí)用新型采用電力電子開關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)一種新型的孤島負(fù)載模擬裝置，可以吸收或發(fā)出有功功率與無功功率，模擬并替換RLC并聯(lián)負(fù)載，還可以將有功能量回饋電網(wǎng)，大量減少實(shí)驗(yàn)過程中的能量損耗；并且由于擯棄了機(jī)械方式的負(fù)載調(diào)整，提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用壽命，可減少了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)成本。本實(shí)用新型適用于孤島測試和分布式電源電網(wǎng)模擬。
【專利說明】—種有孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源，屬分布式電源并網(wǎng)逆變器測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著原來越多的分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)，各國電網(wǎng)公司都對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)提出了新的嚴(yán)格要求，即要求在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)分布式發(fā)電系統(tǒng)可以繼續(xù)并網(wǎng)運(yùn)行并發(fā)出有功或無功來支持電網(wǎng)。因此分布式發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)之前都要進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)能力的測試，然而由于電網(wǎng)的目標(biāo)是提供標(biāo)準(zhǔn)的三相正弦電壓，各種形式的電網(wǎng)故障并不常見。因此在對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行測試時(shí)，僅通過電網(wǎng)很難復(fù)現(xiàn)出故障情況，需要專門的設(shè)備或儀器來模擬上述故障。
[0003]模擬電網(wǎng)交流電源的作用就是一種高性能的多功能電網(wǎng)模擬器，不僅可以輸出正常的電網(wǎng)電壓，而且可以模擬諸如電壓跌落、頻率偏移、三相不平衡以及電壓畸變等常見電網(wǎng)現(xiàn)象。
[0004]根據(jù)電網(wǎng)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和光伏逆變器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，模擬電網(wǎng)交流電源在功能上應(yīng)滿足:(I)模擬正常情況下的電網(wǎng)電壓，符合電網(wǎng)公司要求；(2 )模擬出電壓幅值變化、頻率變化等動(dòng)態(tài)現(xiàn)象；(3)模擬三相不平衡、波形畸變等靜態(tài)現(xiàn)象。
[0005]對(duì)于輸出電壓的幅值、頻率等參數(shù)，則要求模擬器輸出的電壓幅值、頻率以及波形與電網(wǎng)真實(shí)情況基本相同。
[0006]具體要求為:(1)模擬正常的電網(wǎng)電壓，輸出三相對(duì)稱、具有額定幅值和頻率的正弦電壓。(2)模擬電網(wǎng)電壓跌落和電壓變動(dòng)功能。模擬器的輸出電壓可以在任意時(shí)刻跌落和恢復(fù)，跌落深度和持續(xù)時(shí)間可以根據(jù)測試要求自由設(shè)定，對(duì)于不平衡跌落，每一相的跌落深度可以任意設(shè)定。(3)模擬電網(wǎng)電壓頻率偏移功率，可以實(shí)現(xiàn)電壓頻率的突變和漸變。對(duì)于頻率突變，要求在任意時(shí)刻對(duì)于頻率的漸變情況，漸變時(shí)間可設(shè)，頻率變化后的持續(xù)時(shí)間可以自由設(shè)定。(4)模擬電網(wǎng)電壓三相不平衡的功能。模擬器應(yīng)可輸出包含負(fù)序分量的電壓，其中負(fù)序分量和零序分量可以自由設(shè)定。(5)模擬電網(wǎng)電壓包含諧波的功能。模擬器可輸出在基波基礎(chǔ)上的疊加諧波和間諧波的電壓波形。疊加諧波的次數(shù)、諧波幅值、諧波與基波間的相位可根據(jù)測試需要設(shè)定，并且可以同時(shí)疊加多次諧波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是，根據(jù)現(xiàn)有分布式發(fā)電系統(tǒng)測試存在的問題，本實(shí)用新型公開一種具備孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，本實(shí)用新型具備孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源由輸入斷路器QF1、輸出斷路器QF2、接觸器KM1、交流電抗器L、可控整流器、12只IGBT構(gòu)成3個(gè)H橋逆變器、3只單相LC濾波器、3只單相變壓器和旁路接觸器KM2組成。輸入的三相電源通過輸入斷路器QFl分別進(jìn)入主電路和旁路；主電路通過接觸器KMl連接交流電抗器L，再通過交流電抗器L接可控整流器的交流端AC，由可控整流器的直流端DC輸出至由12只IGBT構(gòu)成3個(gè)H橋逆變器，逆變后的交流輸出通過三個(gè)單相LC濾波器接三個(gè)單相變壓器，經(jīng)過變壓器后副邊采用星形接法，引出Al、B1、Cl三相端子，預(yù)留NI端子。旁路通過接觸器KM2連接Al、B1、Cl三相端子和零線NI端子。
[0009]本實(shí)用新型的工作原理是，本實(shí)用新型具備孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源采用IGBT開關(guān)技術(shù)搭建三相H橋逆變器，交流側(cè)連接LC濾波器，直流由可控整流器供電，構(gòu)成一個(gè)電力電子孤島負(fù)載模擬裝置與RLC負(fù)載相等效用于替代傳統(tǒng)的RLC負(fù)載。通過控制器實(shí)時(shí)檢測交流側(cè)母線的電壓和3相H橋逆變器輸出電流；通過電阻、電感、電容的數(shù)學(xué)模型的計(jì)算得出三相逆變橋需要輸出的有功與無功電流，并且依此產(chǎn)生IGBT的開關(guān)信號(hào)，控制逆變橋工作，實(shí)現(xiàn)與RLC負(fù)載的等效。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型針對(duì)防孤島保護(hù)現(xiàn)場測試及降低測試能耗的需求，針對(duì)現(xiàn)有RLC型測試裝置中存在的問題，采用電力電子開關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)一種新型的孤島負(fù)載模擬裝置，不僅可以輸出正常的電網(wǎng)電壓，而且可以模擬諸如電壓跌落、頻率偏移、三相不平衡以及電壓畸變等常見電網(wǎng)現(xiàn)象；它可以吸收或發(fā)出有功功率與無功功率，模擬并替換RLC并聯(lián)負(fù)載，還可以將有功能量回饋電網(wǎng)，大量減少實(shí)驗(yàn)過程中的能量損耗；并且由于擯棄了機(jī)械方式的負(fù)載調(diào)整，提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用壽命，可減少了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)成本。
[0011 ] 本實(shí)用新型適用于孤島測試和分布式電源電網(wǎng)模擬。
[0012]【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源主電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如圖1所示。
[0015]本實(shí)施例一種有孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源由輸入斷路器QFl、輸出斷路器QF2、接觸器KMl、交流電抗器L、可控整流器、12只IGBT構(gòu)成3個(gè)H橋逆變器、3只單相LC濾波器、3只單相變壓器和旁路接觸器KM2組成。輸入的三相電源通過輸入斷路器QFl分別進(jìn)入主電路和旁路；主電路通過接觸器KMl連接交流電抗器L，再通過交流電抗器L接可控整流器的交流端AC，由可控整流器的直流端DC輸出至由12只IGBT構(gòu)成3個(gè)H橋逆變器，逆變后的交流輸出通過三個(gè)單相LC濾波器接三個(gè)單相變壓器，經(jīng)過變壓器后副邊采用星形接法，引出A1、B1、C1三相端子，預(yù)留NI端子。旁路通過接觸器KM2連接Al、B1、Cl三相端子和零線NI端子。
[0016]本實(shí)施例中，主電路元件的選用為:
[0017]IGBT采用英飛凌1200V等級(jí)，最高容許結(jié)溫150°C，可靠性更高；降低了導(dǎo)通、關(guān)斷損耗，提聞了系統(tǒng)效率。
[0018]直流母線額定電壓620V。
[0019]可控整流器整流側(cè)容量為60kW;逆變器逆變輸出側(cè)容量為75 kVA。
[0020]變壓器變比為345V:220V，容量3X25kVA，1.3倍過壓。
[0021]Al、B1、Cl交流三相輸出最高電壓為480V，額定380V，額定電流113.6A。
[0022]每相H橋輸出最高電壓430V。
【權(quán)利要求】
1.一種有孤島測試功能的分布式電源并網(wǎng)逆變器測試交流源，其特征在于，所述交流源由輸入斷路器QF1、輸出斷路器QF2、接觸器KM1、交流電抗器L、可控整流器、12只IGBT構(gòu)成3個(gè)H橋逆變器、3只單相LC濾波器、3只單相變壓器和旁路接觸器KM2組成；輸入的三相電源通過輸入斷路器QFl分別進(jìn)入主電路和旁路；主電路通過接觸器KMl連接交流電抗器L，再通過交流電抗器L接可控整流器的交流端AC，由可控整流器的直流端DC輸出至H橋逆變器，逆變后的交流輸出通過三個(gè)單相LC濾波器接三個(gè)單相變壓器，經(jīng)過變壓器后副邊采用星形接法，引出Al、B1、Cl三相端子，預(yù)留零線NI端子；旁路通過接觸器KM2連接Al、BUCl三相端子和零線NI端子。
【文檔編號(hào)】H02M5/458GK203522549SQ201320478578
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】范瑞祥, 周細(xì)文, 肖紅霞, 鄧才波, 徐在德, 潘本仁 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 江西省電力科學(xué)研究院