一種帶自測試功能的有源電力濾波裝置以及測試方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種帶自測試功能的有源電力濾波裝置以及測試方法。有源電力濾波裝置的控制系統包括人機接口、濾波模塊和諧波源模塊，濾波模塊和諧波源模塊同時與人機接口連接；測試時，不要求測試場所的供電容量大于有源電力濾波裝置的額定容量，只需較小的供電容量即可，可以大大減小變壓器、導線、開關等的成本；測試平臺不需要額外提供諧波源負載，可將測試平臺中的一臺受試的有源電力濾波裝置充當諧波源負載，節省了相應成本；實驗平臺包含兩臺受試的有源電力濾波裝置，可以同時對兩臺有源電力濾波裝置進行測試，提高測試效率，增加了產能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電能質量領域的相關裝置及測試平臺，屬于電氣自動化設備
，特別涉及三相電壓型PWM逆變器(VSI)電路結構的有源電力濾波裝置(包括有源電力濾波器、靜止無功發生器等)和其測試平臺及方法。
技術介紹
隨著現代電力電子設備等非線性負荷大量接入電網，對電網產生了大量的無功和諧波污染，使電網供電質量受到嚴重影響。隨著電力用戶對電能質量的要求越來越高，無功和諧波問題引起人們的高度重視，大量的電能質量治理裝置被應用于電網中。有源電力濾波裝置作為新一代電能質量治理裝置，能快速、連續的濾除電網的無功及諧波電流，最終使電網的每一相電流變為僅包含50Hz頻率的、相位與該相電網電壓相同的理想電流，有源電力濾波裝置正逐漸取代傳統的無源濾波和無功補償裝置，得到了越來越廣泛的應用。目前，有源電力濾波裝置大多都采用三相電壓型PWM逆變器(VSI)電路結構，如圖 I所示。有源電力濾波裝置作為直接連接在電網上工作的設備，應具有高度的可靠性和良好的濾波性能。為了符合工程應用的需要，必須對有源電力濾波裝置的樣機進行嚴格的考核，包括對其濾波性能、動態響應時間、損耗、器件性能、溫升特性、電磁干擾抗擾度、保護性能等進行嚴格測試。現有的常規方案的測試平臺主要是對單臺有源電力濾波裝置測試，該平臺包括一臺受試的有源電力濾波裝置和一個諧波源負載。最常用的諧波源負載是整流橋負載，拓撲如圖2所示。通過整流橋負載來產生諧波電流，有源電力濾波裝置輸出相應的電流對諧波源負載產生的諧波電流進行濾波，從而測試有源電力濾波裝置的各種性能。現有的測試方法存在以下缺點I、對測試場所供電容量要求較高，供電容量應大于有源電力濾波裝置的額定容量，要求測試場所的變壓器、導線、開關等的額定電流值很大，相應的成本很高。2、每次只能對單臺有源電力濾波裝置進行測試，測試效率低。3、無法模擬各種復雜工程現場的負載電流情況。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供。測試時，不要求供電容量大于有源電力濾波裝置的額定容量，只需較小的供電容量即可，可以大大減小測試場所的變壓器、導線、開關等的成本；測試平臺不需要額外提供諧波源負載，可將測試平臺中的一臺受試的有源電力濾波裝置充當諧波源負載，節省了相應成本；實驗平臺包含兩臺受試的有源電力濾波裝置，可以同時對兩臺有源電力濾波裝置進行測試，提高測試效率，增加了產能。一種帶自測試功能的有源電力濾波裝置，包含一套控制系統和一套主電路，通過控制系統去控制其主電路，使裝置工作于不同的模式。其控制系統包括人機接口、濾波模塊和諧波源模塊，濾波模塊和諧波源模塊同時與人機接口連接。所述的濾波模塊和諧波源模塊，是使裝置具有兩種不同工作模式的模塊，濾波模塊使裝置工作于濾波模式，諧波源模塊使裝置工作于諧波源模式，裝置工作時的模式只能二選一。可根據需要，通過控制系統的人機接口去調用濾波模塊或諧波源模塊。濾波模塊能使裝置實現濾波功能，實時跟蹤電網中負載電流的變化，濾除電網中負載所產生的無功及諧波電流，以達到提高電網質量的目的； 諧波源模塊能使裝置實現可編程諧波電流源功能，可用作測試其他有源電力濾波裝置的諧波源負載，可根據需要輸出不同幅值的無功電流(含容性無功電流、感性無功電流)、不同幅值和相位的諧波電流，且還能導入工程現場測試到的負載電流數據文件，使裝置復現輸出工程現場的負載電流。其所帶的自測試功能主要體現在，同一臺有源電力濾波裝置既可以完成濾波功能，又可以作為測試其他臺有源電力濾波裝置性能時候的諧波源負載。故在對裝置進行測試時，無需額外提供如圖2所示的常規方案中的諧波源負載，只需通過簡單的設置即可將受試的有源電力濾波裝置中的一臺充當常規方案中的諧波源負載。裝置的所有功能均由控制系統實現，只需通過控制系統的人機接口調用相關模塊及單元即可。一種帶自測試功能的有源電力濾波裝置的測試，其平臺包括兩臺帶自測試功能的有源電力濾波裝置、電流互感器、調壓裝置，如圖3所示。所述的兩臺帶自測試功能有源電力濾波裝置分別為裝置I和裝置II，裝置I和裝置II均為受試裝置；電流互感器(TA1、TA2、 TA3、TA4、TA5、TA6)用于檢測有源電力濾波裝置工作于諧波源模式(裝置控制系統的人機接口調用諧波源模塊)時的輸出電流，TA1、TA2、TA3接入到裝置II控制系統的負載輸入端子， TA4、TA5、TA6接入到裝置I控制系統的負載輸入端子；調壓裝置可由調壓器或可編程電壓源等提供，在進行電壓幅值變化的測試時，可以通過調節調壓器或可編程電壓源等使電壓幅值發生變化。一種帶自測試功能的有源電力濾波裝置的測試方法，采用兩臺帶自測試功能的有源電力濾波裝置同時運行，一臺裝置的控制系統通過人機接口調用諧波源模塊，工作于諧波源模式；另一臺裝置的控制系統通過人機接口調用濾波模塊，工作于濾波模式，可濾除工作于諧波源模式的那臺裝置輸出的無功及諧波電流。本方法可對有源電力濾波裝置的濾波性能、動態響應時間、損耗、器件性能、溫升特性、電磁干擾抗擾度、保護性能等進行考核，測試的內容按照相應的行業標準進行。所述測試方法用于具有相同拓撲結構裝置的有功實驗、無功實驗或諧波實驗。有益效果I、可減小測試場所供電容量，使變壓器、導線、開關等的額定電流值變小，節省相應的成本。無功及諧波電流僅在兩臺受試裝置之間流動，不會流入供電網，故能在較小供電容量的測試場所測試較大功率的裝置。2、實驗平臺包含兩臺受試裝備，一次測試可同時完成兩臺有源電力濾波裝置的考核，提高測試效率。3、可模擬更多復雜的工程現場，全方位測試有源電力濾波裝置用于不同工程現場時的性能。附圖說明圖I是本文適用的有源電力濾波裝置的電路結構圖2是現有的常規的有源電力濾波裝置測試方案；圖3是本文提出的帶自測試功能的有源電力濾波裝置測試平臺；圖4是本文提出的帶自測試功能的有源電力濾波裝置控制系統的模塊及單元；其中1為變壓器；2為調壓裝置；3為第一電流互感器；4為第二電流互感器；5為有源電力濾波裝置I ;6為有源電力濾波裝置II ；7為有源電力濾波裝置I的控制系統；8為有源電力濾波裝置II的控制系統；9為諧波源負載。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細描述實施例I、一種帶自測試功能的有源電力濾波裝置，其控制系統的模塊及單元如圖 4所示，可由人機接口調用不同的模塊和單元來使裝置實現不同的功能。—種帶自測試功能的有源電力濾波裝置，包含一套控制系統和一套主電路，通過控制系統去控制其主電路，使裝置工作于不同的模式。其控制系統包括人機接口、濾波模塊和諧波源模塊，濾波模塊和諧波源模塊同時與人機接口連接。所述的濾波模塊能使裝置實現濾波功能，可調用不同的單元來實現不同的濾波方式，其濾波方式包括全補償單元、無功單元、諧波單元、指定次諧波單元、無功及指定次諧波單元等單元，濾波模塊所含單元的功能如表I所示；所述的諧波源模塊能使裝置實現可編程諧波電流源功能，可調用不同的單元來實現不同的輸出方式，其輸出方式包括無功輸出單元、無功及諧波輸出單元、諧波輸出單元、幅值突升降單元、工況數據模擬單元等單元，諧波源模塊所含單元的功能如表2所示。諧波源模塊主要是為了方便出廠前測試，用戶在未授權的情況下無法調用此模塊，在諧波源模塊的輸出方式單元中，可以設定輸出無功電流的幅值、輸出諧波電流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶自測試功能的有源電力濾波裝置，其特征在于:有源電力濾波裝置包含一套控制系統和一套主電路，通過控制系統去控制其主電路，使有源電力濾波裝置工作于不同的模式；其控制系統包括人機接口、濾波模塊和諧波源模塊，濾波模塊和諧波源模塊同時與人機接口連接；濾波模塊使有源電力濾波裝置工作于濾波模式，諧波源模塊使有源電力濾波裝置工作于諧波源模式，有源電力濾波裝置工作時的模式只能是濾波模式或者諧波源模式；濾波模塊使裝置實現濾波功能，實時跟蹤電網中負載電流的變化，濾除電網中負載所產生的無功電流及諧波電流；諧波源模塊使裝置實現可編程諧波電流源功能，作為測試其他有源電力濾波裝置的諧波源負載，根據需要輸出不同幅值的無功電流、不同幅值和相位的諧波電流，且還能導入工程現場測試到的負載電流數據文件，使裝置復現輸出工程現場的負載電流。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張樂強，王躍，李志剛，郭海平，董曉，張長松，許崇福，李計亮，
申請(專利權)人：西安奧特迅電力電子技術有限公司，深圳奧特迅電力設備股份有限公司，西安交通大學，
類型：發明
國別省市：