[发明专利]配电网电能质量研究仿真装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种配电网电能质量研究仿真装置。

背景技术

近三十年来，随着现代工业技术的发展，电力电子装置日益广泛应用于电力系统，在被日益广泛应用的各种电力电子装置中，整流装置所占的比例最大，逆变器、直流斩波器等所需的直流电源主要来自整流电路，常用的晶闸管相控整流电路或二极管整流电路都是严重的谐波源。计算机、彩色电视、各种办公设备和其他家用电器的普及也会造成谐波污染。上述电气设备的单台容量虽然很小，但数量却极为庞大，其内部大都含有开关电源，各类开关电源、变频器的用量越来越多，加上荧光灯产生的谐波，使电源的谐波污染日益突出，谐波电压和谐波电流引起电源波形的严重畸变，影响到对电力用户的供电质量。由于这些负荷具有的非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，使电网的电压和电流不再为正弦波，而是畸变为含有各次谐波的电压和电流，还会造成电压波动和闪变以及三相不平衡，甚至引起系统频率波动等。在低压电容器无功补偿装置上还可能由于谐波的放大，产生并联电容器的损坏或谐振事故，因此对低压电网的谐波治理和无功补偿装置的改进是当前电力系统中亟待解决的重要课题。

在电力系统的实际运行中，可能会出现各种关于谐波治理和无功补偿的问题，若是等到实际问题出现后才想办法处理，将会影响电力系统的供电质量，甚至对用户造成影响。

发明内容

基于此，有必要针对上述在谐波治理和无功补偿时影响电力系统的供电质量的问题，提供一种配电网电能质量研究仿真装置。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种配电网电能质量研究仿真装置，包括：三相固定谐波源、可变谐波无功源，所述三相固定谐波源与所述可变谐波无功源并联；

所述三相固定谐波源用于提供实际电力配电网中的主要次谐波；

所述可变谐波无功源用于提供任意次谐波与无功电流的叠加。

由以上方案可以看出，本发明的配电网电能质量研究仿真装置，将传统的有源滤波器用可变谐波无功源代替，该可变谐波无功源可以提供任意次谐波与无功电流的叠加，这样一来就可以通过调节装置所发出无功电流大小或谐波大小来改变实验系统的谐波-无功含有量，从而达到通过调节得到不同谐波-无功含有量的效果，而不是只能从负载侧得到单一的谐波电流。通过本发明的装置能够模拟现实中可能出现的谐波与无功的情况，从而获得数据和处理这类问题的经验，并为实际工作中解决问题做好准备，有力保证了电力系统的供电质量。

附图说明

图1为本发明实施例中一种配电网电能质量研究仿真装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中三相固定谐波源的电气接线图；

图3为本发明实施例中可变谐波无功源的结构示意图；

图4为传统有源滤波器控制框图；

图5为本发明实施例中可变谐波无功源控制框图；

图6为本发明实施例中采用典型瞬时无功理论的ip-iq补偿算法进行计算的示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。

为了模拟现实中可能出现的谐波与无功的情况，从而对低压电网的谐波治理和无功补偿的改进总结经验，本发明实施例中搭建了一个谐波与无功研究平台，这个平台能够发出各种谐波和无功电流。参见图1所示，一种配电网电能质量研究仿真装置，包括：三相固定谐波源、可变谐波无功源，所述三相固定谐波源与所述可变谐波无功源并联；

所述三相固定谐波源用于提供实际电力配电网中常见的主要次谐波；

所述可变谐波无功源用于提供任意次谐波与无功电流的叠加。

作为一个较好的实施例，所述三相固定谐波源还可以用于提供必要的有功支撑，使得功率因数在可控范围内。

参见图2所示，作为一个较好的实施例，所述三相固定谐波源可以包括：三相全波整流桥、若干个空气开关、与所述空气开关的数目相对应的若干个电阻。所述三相全波整流桥可以为系统提供用功支撑和固定次数的谐波。整流桥的阳极和阴极相连为一个桥臂，三个桥臂构成所述三相全波整流桥，其中阴极对应的是三相全波整流桥的正极，阳极对应的是所述三相全波整流桥的负极，合上任意一个空气开关使得正负极通过一个电阻即可形成全波整流的通路，交流电流通过二极管整流变成脉动直流从而产生相应的有功消耗和谐波。通过改变投入开气开关的数量可以改变系统中的谐波电流含有率。

另外，作为一个较好的实施例，所述三相固定谐波源所提供的主要次谐波可以包括：5、7、11次等。