CN105652200A - 可控电压波动和闪变发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可控电压波动和闪变发生装置，包括基于功率半导体开关器件构建的变流器，该变流器输入端连接交流电源，输出端产生所需的电压波动和闪变可控电源。变流器包括控制器和整流器、直流环节、逆变器。控制器控制逆变器产生所需的可控电源，经过滤波器滤波后可用于风电机组电压波动和闪变适应性测试。本发明可灵活产生不同闪变限值的电压源，扩展测试范围，丰富测试数据，缩短实验周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试装置，更具体的说，涉及一种用于风电机组电压波动和闪变适应性测试装置。
背景技术
随着风电产业的高速发展以及风电装机容量在国家电力结构的占比不断提升，越来越多的国家对并网型风力发电机组的电网接入条件及电网适应性提出了严格要求。国家标准《GB/T19963-2011风电场接入电力系统技术规定》分别对风电机组的低电压穿越、电压适应性、频率适应性、谐波适应性、电压不平衡度适应性、电压波动和闪变适应性提出了明确要求。
风电机组的电压波动和闪变适应性一般发生在电网异常情况下。为了深入测试，需要研制一种可控的电源发生装置，构建可反复进行实验的风电机组测试系统，比较和完善风电机组电压波动和闪变适应性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，克服现有电网不易调节的缺陷，提供一种可控电压波动和闪变发生装置，该可控电压波动和闪变发生装置可用于风电机组测试。
本发明包括但不限于如下方案。
一种可控电压波动和闪变发生装置，其包括基于功率半导体开关器件构建的变流器，所述变流器的输入端连接交流电源，所述变流器的输出端产生所需的电压波动和闪变可控电源并连接到风电机组。
优选地，所述功率半导体开关器件为绝缘栅双极晶体管。
优选地，所述可控电压波动和闪变发生装置用作风电机组电压波动和闪变适应性测试装置。
优选地，所述变流器包括控制器和依次连接的整流器、直流环节、逆变器，所述控制器采集所述整流器、所述逆变器的电压、电流信号，所述整流器连接到所述交流电源，在所述控制器的控制下实现稳定直流环节电压的功能，所述逆变器连接到所述风电机组，在所述控制器控制下实现可控电源功能。
优选地，所述逆变器产生所需的可控电源，经过滤波器滤波后用于所述风电机组的电压波动和闪变适应性测试。
优选地，所述整流器包括由绝缘栅双极晶体管构建的第一桥式电路和输入滤波器；所述直流环节包括串接在所述第一桥式电路的输出端的直流电容和均压电阻；所述逆变器包括由绝缘栅双极晶体管构建的第二桥式电路和输出滤波器；所述第二桥式电路的输入端连接所述第一桥式电路的输出端。
优选地，所述输入滤波器包括输入电抗器和输入电容组；所述输入电抗器对应串接在所述第一桥式电路的各相输入端；所述输入电容组并联在所述交流电源的各相输入端。
优选地，所述输出滤波器包括输出电抗器和输出电容组；所述输出电抗器串接在所述第二桥式电路的各相输出端；所述输出电容组并联在所述输出电抗器和所述风电机组之间。
优选地，所述控制器包括电压电流采集系统、控制脉冲计算系统和控制脉冲输出系统，所述电压采集系统采集所述交流电源和所述直流环节的电压；所述电流采集系统采集所述第一桥式电路和所述第二桥式电路的各相电流；所述脉冲计算系统根据所述电压采集系统和所述电流采集系统的信号计算所述绝缘栅双极晶体管的开关指令；所述控制脉冲输出系统驱动所述绝缘栅双极晶体管的导通和关断。
本发明可灵活产生不同闪变限值的电压源，扩展测试范围，丰富测试数据，缩短实验周期。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施方式的可控电压波动和闪变发生装置的总体结构示意图。
图2在图1的基础上进一步示出了变流器的一个示例性结构。
图3为根据本发明的一个实施方式的可控电压波动和闪变发生装置的变流器的结构示意图。
具体实施方式
下面参照图1至图3说明本发明的原理及示例性实施方式。
本发明涉及一种可控电压波动和闪变发生装置。如图1所示，该发生装置包括基于功率半导体开关器件构建的变流器2，该变流器输入端连接交流电源1，输出端产生所需的电压波动和闪变可控电源，进而可连接到风电机组3。
在一个具体的示例中，本发明提供一种风电机组电压波动和闪变适应性测试装置，其包括基于绝缘栅双极晶体管构建的变流器2，该变流器2输入端连接交流电源1，输出端连接风电机组3。
如图2所示，在一个示例中，所述变流器2包括控制器21和依次连接的整流器22、直流环节23、逆变器24。所述控制器21采集所述整流器22、所述逆变器24的电压、电流信号。所述整流器22连接交流电源1，在所述控制器21控制下实现稳定直流环节23电压功能。所述逆变器24连接风电机组，在所述控制器控制下实现可控电源功能。
优选地，逆变器24产生所需的可控电源，经过滤波器滤波后可用于风电机组3的电压波动和闪变适应性测试。
本发明可灵活产生不同闪变限值的电压源，扩展测试范围，丰富测试数据，缩短实验周期。
图3为根据本发明的一个实施方式的可控电压波动和闪变发生装置的变流器2的结构示意图。
如图3所示，所述整流器22包括由绝缘栅双极晶体管S1-S6构建的第一桥式电路和输入滤波器；所述直流环节23包括串接在所述桥式电路输出端的直流电容Cd和均压电阻Rd；所述逆变器24包括由绝缘栅双极晶体管S′1-S′6构建的第二桥式电路和输出滤波器；所述第二桥式电路输入端连接所述第一桥式电路输出端。
本发明中，所述输入滤波器包括输入电抗器L1-L3和输入电容组C1-C3；所述输入电抗器L1-L3对应串接在所述第一桥式电路各相输入端；所述输入电容组C1-C3并联在所述交流电源各相输入端。所述输出滤波器包括输出电抗器L′1-L′3和输出电容组C′1-C′3；所述输出电抗器L′1-L′3串接在所述第二桥式电路各相输出端；所述输出电容组C′1-C′3并联在所述输出电抗器L′1-L′3和所述风电机组3之间。
在本发明的可控电压波动和闪变发生装置中，所述控制器21包括电压、电流采集系统、控制脉冲计算系统和控制脉冲输出系统。所述电压采集系统采集所述交流电源和所述直流环节电压；所述电流采集系统采集所述第一桥式电路和第二桥式电路各相电流；所述脉冲计算系统根据所述电压采集系统和电流采集系统的信号计算所述绝缘栅双极晶体管开关指令；所述控制脉冲输出系统驱动所述绝缘栅双极晶体管导通和关断。
本发明的可控电压波动和闪变发生装置，其有益效果包括：
1、采用基于绝缘栅双极晶体管构建的变流器，功率密度大，体积小，成本低，并且能够承受较大的动态冲击，从而缓解实验系统对电网容量的要求；
2、能够方便、灵活地产生不同电压波动和闪变限值的可控电源，扩展测试范围，丰富测试数据，缩短测试周期；
3、能够为对比和改进风电机组电压波动和闪变适应性提供支撑。
上面参照附图说明了本发明的优选实施方式，但是，应当理解，上述说明仅是示例性的。本领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的前提下，对本发明作出各种修改和变型。本发明的保护范围由所附的权利要求书限定。
Claims (9)
1.一种可控电压波动和闪变发生装置，其包括基于功率半导体开关器件构建的变流器，所述变流器的输入端连接交流电源，所述变流器的输出端产生所需的电压波动和闪变可控电源并连接到风电机组。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述功率半导体开关器件为绝缘栅双极晶体管。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述可控电压波动和闪变发生装置用作风电机组电压波动和闪变适应性测试装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，
所述变流器包括控制器和依次连接的整流器、直流环节、逆变器，所述控制器采集所述整流器、所述逆变器的电压、电流信号，所述整流器连接到所述交流电源，在所述控制器的控制下实现稳定直流环节电压的功能，所述逆变器连接到所述风电机组，在所述控制器控制下实现可控电源功能。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述逆变器产生所需的可控电源，经过滤波器滤波后用于所述风电机组的电压波动和闪变适应性测试。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述整流器包括由绝缘栅双极晶体管构建的第一桥式电路和输入滤波器；所述直流环节包括串接在所述第一桥式电路的输出端的直流电容和均压电阻；所述逆变器包括由绝缘栅双极晶体管构建的第二桥式电路和输出滤波器；所述第二桥式电路的输入端连接所述第一桥式电路的输出端。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述输入滤波器包括输入电抗器和输入电容组；所述输入电抗器对应串接在所述第一桥式电路的各相输入端；所述输入电容组并联在所述交流电源的各相输入端。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述输出滤波器包括输出电抗器和输出电容组；所述输出电抗器串接在所述第二桥式电路的各相输出端；所述输出电容组并联在所述输出电抗器和所述风电机组之间。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述控制器包括电压电流采集系统、控制脉冲计算系统和控制脉冲输出系统，所述电压采集系统采集所述交流电源和所述直流环节的电压；所述电流采集系统采集所述第一桥式电路和所述第二桥式电路的各相电流；所述脉冲计算系统根据所述电压采集系统和所述电流采集系统的信号计算所述绝缘栅双极晶体管的开关指令；所述控制脉冲输出系统驱动所述绝缘栅双极晶体管的导通和关断。
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