[发明专利]一种交流电源三相不平衡跌落模拟装置及模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源模拟装置及模拟方法，尤其涉及一种交流电源三相不平衡跌落模拟装置及模拟方法。

背景技术

随着我国光伏电站和风电场等新能源并网发电系统接入电网，为保障新能源并网发电系统安全稳定运行，国家出台了接入电力系统的新能源并网发电系统低电压穿越能力技术标准。标准中规定，当电力系统发生不同类型故障时，如三相短路故障、两相短路故障、单相接地短路故障等，新能源并网发电系统应具有低电压穿越能力。针对该项性能测试，需要能够模拟电压跌落的交流电源，而如何实现不平衡跌落是本项测试的难点。

使用变频器模拟电网跌落，是目前较为普遍的一种测试方法。传统的实现三相不平衡跌落方法有以下两种：

（1）变频器直接实现的不平衡电压跌落。

由于输出电压等级的限制，此方法只能适用于低压电网或者实验室型式试验。

（2）采用变压器输出侧连接三相升压变压器T1的方法，其工作原理如图1所示。

此方法虽然能够实现10kV及以上电压等级的电网故障模拟，但是在实现不平衡跌落时，由于存在电压耦合的现象，将会导致变压器的输出电压波形发生畸变，具有跌落点不可控的缺点，不能准确实现不平衡跌落，如当单相跌落时，输出波形如图2所示。 

发明内容

本发明的目的是提供一种交流电源三相不平衡跌落模拟装置及模拟方法，能够实现10kV及以上电压等级的电网故障模拟，避免在模拟三相不平衡跌落时发生变压器电压耦合现象，提高输出电压的准确度。

本发明采用下述技术方案：

一种交流电源三相不平衡跌落模拟装置，包括电压源型四象限高压变流器，电压源型四象限高压变流器的三相输出端分别连接三相独立绕组变压器输入侧的对应接线端，三相独立绕组变压器为输出单相变压器且输出侧为Y型输出，输出侧中性点不接地。

所述的三相独立绕组变压器输出侧连接电压互感器和与电压互感器配合使用的电压测量显示仪器。

所述的三相独立绕组变压器输出侧连接有3个电压互感器，采用Y型接法测量三相独立绕组变压器输出的三相电压；3个电压互感器的中心点与三相独立绕组变压器的输出中性点连接，电压互感器的中心点不接地。

所述的电压测量显示仪器采用示波器或功率分析仪。

所述的电压源型四象限高压变流器三相电源之间的角度差为120°。

一种交流电源三相不平衡跌落模拟方法，包括以下步骤：

A：使用电压源型四象限高压变流器作为供电电源，且通过控制每相电源的电压相角，使电压源型四象限高压变流器三相电源之间的角度差为120°；

B：将电压源型四象限高压变流器的三相输出端分别连接到三相独立绕组变压器输入侧的对应接线端，三相独立绕组变压器为输出单相变压器且输出侧为Y型输出，输出侧中性点不接地；

C: 根据所需三相不平衡跌落要求，分别控制电压源型四象限高压变流器UC的三相功率单元向三相独立绕组变压器T2输出低压，通过三相独立绕组变压器T2升压后产生符合设定要求的电压跌落值，实现交流电源三相不平衡跌落模拟。

还包括跌落深度检测步骤D，在三相独立绕组变压器输出侧连接电压互感器和与电压互感器配合使用的电压测量显示仪器，利用电压测量显示仪器检测交流电源三相不平衡跌落模拟产生的跌落深度。

所述的三相独立绕组变压器输出侧连接有3个电压互感器，采用Y型接法测量三相独立绕组变压器输出的三相电压；3个电压互感器的中心点与三相独立绕组变压器的输出中性点连接，电压互感器的中心点不接地。

所述的电压测量显示仪器采用示波器或功率分析仪。

本发明通过控制电压源型四象限高压变流器，根据所需三相不平衡跌落要求分别向电压源型四象限高压变流器的三相功率单元发送控制信号，在三相独立绕组变压器产生符合设定要求的电压跌落值，能够实现10kV及以上电压等级的电网故障模拟，避免在模拟三相不平衡跌落时发生变压器电压耦合现象，提高输出电压的准确度。

附图说明

图1为现有三相不平衡跌落模拟装置的原理示意图；

图2为现有三相不平衡跌落模拟装置输出电压的波形图；

图3为本发明所述三相不平衡跌落模拟装置的原理示意图；

图4为本发明所述三相不平衡跌落模拟装置输出电压的波形图。

具体实施方式