[发明专利]基于叠加原理的大功率测试用可编程谐波电压源

说明书

                     技术领域

本发明属于电能质量研究中的测试用实验设备，特别涉及一种基于叠加原理的大功率测试用可编程谐波电压源。

                     背景技术

经申请人进行的资料检索，截止目前为止，现有技术中还没有提出对电压质量问题研究中所使用的大功率可编程谐波电压源。目前主要存在基准电压源和直流标准电压源两类，基准电压源主要向着高精度、低功耗带隙基准电压源发展，该类电压源为整体电路提供基准电压，其值在几毫伏、几伏和几十伏这几个等级。直流标准电压源主要为电路提供实验用直流电源。但是对于大容量电能质量控制设备在实验中所需要的大功率谐波电压目前还没有产品。

近年来，电能质量问题越来越受到人们的重视，电力科研工作者们已经开始将电能质量问题进行分类整理和研究，国外已经有较成熟的成果，对电压质量问题的研究也是国内电力电子领域的研究热点之一。国内许多高等院校及科研单位分别投入了大批的电力科技工作者对电压质量问题进行开拓性和研究型工作，为了对电压质量问题进行研究和治理，必然会涉及到检验电压质量理论分析的正确性、检测电压质量补偿装置的性能、检验电能质量控制设备的有效性等问题，因此研制电压质量模拟装置是十分必要的，同时，为了对一些电压质量敏感的装置进行评估，也需要用到电压质量模拟装置。

随着研究的深入，国内的电压质量补偿装置的功率也越来越大，为了对这些装置进行测试和实验研究，其测试平台的功率也必须提高。因此对大功率电压质量模拟装置的研制也有着非常重要的现实意义。

在对电压质量治理装置进行实验研究和测试时，人们通常用可编程电源来模拟电网中的电压质量问题，随着治理装置容量的不断增加，可编程电源已经很难满足这些装置的实验测试需求。

以下是申请人检索的相关文献：

【1】一种基于新的偏置电路的低电压带隙基准电压源设计；张朵云，罗岚，唐守龙，吴建辉；电子器件，2006年3月，第29卷，第1期。

【2】一种低电压低功耗带隙基准电压源的设计；刘红霞；现代电子技术，2005年，第28卷，第24期，第10-11页。

【3】高精度低功耗带隙电压源设计；徐勇，关宇，赵斐，肖红军，阎小静；解放军理工大学学报(自然科学版)，2006年8月，第7卷，第4期。

【4】10V直流电压标准研究；胡毅飞，唐庚如，王路，赵桂芬；计量学报，2000年7月，第21卷，第3期。

                       发明内容

针对上述现有技术存在地缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种新型的基于叠加原理的大功率测试用可编程谐波电压源。该可编程谐波电压源能够模拟多种电压质量问题，并具备过流、过压、过热及故障保护功能，能够满足大功率电压质量补偿装置如：串联型电能质量控制器(SPQC)、通用电能质量控制器(UPQC)、动态电压恢复器(DVR)等的测试需求。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种基于叠加原理的大功率测试用可编程谐波电压源，其特征在于，该谐波电压源包括：

三相整流桥，该三相整流桥通过三个进线电感与电网三相连接；

逆变器，用于提供谐波电压，逆变器直流侧与整流桥直流侧相连，在整流桥和电容之间串入电阻，以减小投入时刻的充电电流，电阻上并有开关，当充电结束后闭合开关；

逆变器的交流侧经过无源滤波器滤波之后经串联型变压器将谐波电压藕合到负载侧，通过与基波电压的叠加，使负载的波形达到预定值，逆变器的结构形式为三个单相H桥，每个单相H桥由4个开关管组成，每个单相H桥的直流侧并联有两个电容作为开关管的吸收电容，在三个单相H桥的直流侧并联有两个相互串连的电解电容，作为H桥的储能电容；

串联型变压器，用于提供基波电压，该串联型电压波形变压器的原边串连在电网上，并分别与旁路开关并联，当旁路开关闭合时，该串联型变压器不工作，当旁路开关打开时，串联型变压器工作，串联变压器的副边与逆变器的输出端相连接；

三相阻容回路，用于滤除电网中的高频分量，该三相阻容回路一端连接在串联型电压波形变压器之后的三相电网，另一端与地线连接；

一个电流跟踪控制电路，用于完成数据的采集、指令谐波电压的计算、电压跌落程序的控制、PWM脉宽调制，并兼顾故障保护和信号的传输，该电流跟踪控制电路一端连接在三相电网侧和进线电感上，另一端分别连接在储能电容两端和待测设备的输入端。