[发明专利]模拟电网环境电压发生装置

说明书

技术领域

本发明属于新能源发电技术领域，涉及一种模拟电网环境电压发生装置。

背景技术

太阳能、风能发电一般要通过并网变流装置接入公共电网。近年来新能源并网在电网中的比重不断增加，并网变流装置对电网的影响也随之增大，因此，变流装置在电网故障情况下运行能力的考察显得尤为重要。

由于电网的偏差及畸变等因素具有很大的偶然性和不可控制性，同时随着发电、输电和用电等各类电气设备的广泛应用，电网适应性成为设备检测的重要内容（通常包括电网电压、偏差频率、电压不平衡等，）可见如何提供一个模拟电网故障的环境来考核变流器的具体性能显得极为重要。一些行业标准中对于变流器等设备发生电压跌落程度和持续时间的性能限制都有相关规定，工程技术人员可以借助电网电压模拟装置来一一改进并网设备性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟电网环境电压发生装置。本装置可以模拟电网电压的各种故障，为设计高性能并网变流设备提供了一种便捷的检测装置。另外，此装置采用TMS320F2812DSP控制器，使得模拟电网电压发生装置形式灵活、功能强大，能够满足不同故障不同发电系统的测试需求。

本发明的技术方案是一种模拟电网环境电压发生装置，其包括：LC滤波电路、隔离变压器、整流电路、逆变电路、反馈信号采集电路、隔离驱动电路、主控单元、隔离反馈电路、LCD显示模块，其特征是：电网与隔离变压器相连，经隔离的电网三相交流电压送入LC滤波器，滤波之后的先送入整流电路，整流后送入逆变电路，逆变输出三相电压经过LC滤波器接入隔离变压器，所述的反馈信号采集电路包括：直流电压反馈信号采集电路、交流流电流反馈信号采集电路和交流电压反馈信号采集电路，所述的直流电压反馈信号采集电路接整流电路输出端，所述交流电流反馈信号采集电路接入整流电路之前LC滤波电路之后，交流电压反馈信号采集电路接入逆变器之后，将反馈信号送入DSP， LCD显示模块与DSP连接，键盘与DSP连接。

所述的LC滤波器采用的是电容支路串电阻的方法。

所述的隔离变压器，整流电路之前的隔离变压器采用Y/△型，变比为380/220。

所述的隔离变压器，逆变电路之后的隔离变压器采用△/Y型。 

所述的整流电路主要作用是：控制输入功率因数和保持直流电压稳定。

所述的逆变电路采用不同的控制算法，模拟输出不同故障电压模式。

所述的整流电路、逆变电路均采用全控器件IGBT。

所述的反馈信号采集电路包括：电流反馈信号采集电路、直流电压反馈信号采集电路、电压反馈信号采集电路。

本发明的有益效果是根据设定故障模式，准确模拟相应模式下的电网电压，应用于发电系统测试，使得并网变流设备的性能大幅提高。

附图说明

图1是模拟电网环境电压发生装置系统结构图;

图2是反馈信号信号采集电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

模拟电网环境电压发生装置，其包括：LC滤波电路、隔离变压器、整流电路、逆变电路、反馈信号采集电路、隔离驱动电路、主控单元、隔离反馈电路、LCD显示模块，其特征是：电网与Y/△隔离变压器相连，经隔离的电网三相交流电压送入LC滤波器，滤波之后的先整流后逆变，逆变输出三相电压经过LC滤波器、△/Y隔离变压器，DSP控制器根据反馈信号、故障设定模式分别给出给出整流、逆变电路触发信号，LCD显示模块与DSP连接，键盘与DSP连接。

LC滤波电路和隔离变压器保证了整流输入及逆变输出电能质量，使系统可靠性、安全性进一步提高，LC滤波采用电容支路串电阻的无源阻尼滤波方式。

整流电路采用电压外环和电流内环的双闭环控制方式。电压外环控制直流侧电压，使其稳定运行。电流内环按照电压输出的电流指令对电流进行控制，实现对功率因数的控制。

逆变电路采用电压闭环控制，改变不同的给定值即可输出相应幅值的电压。要想得到不平衡电压，分别设定电压正、负序指令即可。

闭环控制技术使得系统的稳定性、快速性、准确性得以保证。而其中反馈信号采集电路起到了举足轻重的作用，控制器根据采集到的实时反馈信号输出最优的驱动信号。反馈信号采集电路结构如图2所示，包括传感器、硬件滤波、信号跟随、比例缩放、偏置。经过此电路可以得到DSP可以接收的3.3电压信号。

键盘输入故障电压模式，LCD显示模块显示故障电压的实时值，以及故障模式。