CN206038783U - 电能质量测试平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电能质量测试平台，该电能质量测试平台包括数字仿真单元、采样单元及功率放大单元；数字仿真单元的输出端与功率放大单元的输入端连接，功率放大单元的输出端与待测设备的输入端连接；待测设备的输出端与采样单元的输入端连接，采样单元的输出端与数字仿真单元的输入端连接；其中，数字仿真单元，模拟实际电网中运行状况并输出指令信号至功率放大单元；功率放大单元，根据指令信号，向待测设备输出数字仿真单元中所模拟的电压信号和电流信号。采样单元，对待测设备工作时的电压和电流进行采样并反馈至数字仿真单元。本实用新型技术方案能够提高电力电子设备并网仿真测试的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电能质量调控技术领域，特别涉及一种电能质量测试平台。
背景技术
电力负荷的种类越来越多，特别是非线性、冲击性负荷在容量上、数量上日益增大，致使公用电网中的各种干扰成分不断增加。现有的各种电力电子设备对电能质量的要求已越来越高，通常需要对并入电网的各种电力电子设备进行相关仿真测试。目前已有的仿真测试只是单纯的从软件上来模拟分析，通过软件模拟仿真存在与实际***脱节比较大、仿真结果的可信性较差的问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种电能质量测试平台，旨在提高电力电子设备并网仿真测试的可靠性。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种电能质量测试平台，包括数字仿真单元、采样单元及功率放大单元；所述数字仿真单元的输出端与所述功率放大单元的输入端连接，所述功率放大单元的输出端与所述待测设备的输入端连接；所述待测设备的输出端与所述采样单元的输入端连接，所述采样单元的输出端与所述数字仿真单元的输入端连接；其中，
所述数字仿真单元，模拟实际电网中运行状况并输出指令信号至所述功率放大单元；
所述功率放大单元，根据所述指令信号，向所述待测设备输出所述数字仿真单元中所模拟的电压信号和电流信号。
所述采样单元，对待测设备工作时的电压和电流进行采样并反馈至所述数字仿真单元。
优选地，所述电能质量测试平台还包括低通滤波器，所述采样单元的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器输出端与所述数字仿真单元的输入端连接。
优选地，所述采样单元对所述待测设备输出电压或电流进行采样。
优选地，所述采样单元采用霍尔传感器。
优选地，所述功率放大单元采用变流器。
优选地，所述变流器为三电平背靠背变流器。
优选地，所述功率放大单元每一相都采用H桥电路结构。
优选地，所述功率放大单元采用重复控制及PI控制相结合的复合控制来进行控制。
本实用新型技术方案通过设置数字仿真单元、采样单元及功率放大单元，形成了一种电能质量测试平台。所述数字仿真单元对实际电网进行建模仿真并输出指令信号，所述采样单元，对待测设备工作时的电压和电流进行采样并反馈至所述数字仿真单元，所述功率放大单元根据数字控制信号向待测设备输出所述数字仿真单元所模拟的电压信号和电流信号。本实用新型技术方案通过硬软件相结合的方式对待测设备进行测试，相比较于传统的纯软件模拟，提高了测试的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型电能质量测试平台一实施例的功能模块图。
附图标号说明：
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，如在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种电能质量测试平台。
参照图1，在本实用新型实施例中，该电能质量测试平台，包括数字仿真单元100、采样单元200及功率放大单元300；所述数字仿真单元100的输出端与所述功率放大单元300的输入端连接，所述功率放大单元300的输出端与所述待测设备的输入端连接；所述待测设备的输出端与所述采样单元200的输入端连接，所述采样单元200的输出端与所述数字仿真单元100的输入端连接，其中，
所述数字仿真单元100，模拟实际电网中运行状况并输出指令信号至所述功率放大单元300；所述功率放大单元300，根据所述指令信号，向所述待测设备输出所述数字仿真单元100中所模拟的电压信号和电流信号。所述采样单元200，对待测设备工作时的电压和电流进行采样并反馈至所述数字仿真单元100。所述待测设备可以是高压直流输电设备、静止无功补偿器、有源电力滤波器、光伏逆变器、可控串补设备等。本实施例中，所述指令信号为节点电压信号。
需要说明的是，本实用新型实施中，所述数字仿真单元100采用RTDS(Real TimeDigital Simulators)仿真***，是一种实时全数字电磁暂态电力***模拟装置。RTDS的频率特性包括了一个很大的频率范围(从直流到4KHZ)，在此频率范围内，RTDS仿真***能够模拟实际电网中各种故障，例如对地故障、相间故障等。
RTDS仿真***根据模拟的实际电网中的故障对应输出实时的指令信号，该指令信号为一种数字信号；RTDS仿真***内设置有数模转换器，将数字信号转换成模拟信号后输出至功率放大单元300。功率放大单元300中包括控制器，所述数字控制信号输入至功率放大单元300的控制器后形成PWM控制信号，以控制功率放大单元300输出的电压信号、电流信号及频率信号。
本实用新型技术方案通过设置数字仿真单元100、采样单元200及功率放大单元300，形成了一种电能质量测试平台。所述数字仿真单元100对实际电网进行建模仿真并输出指令信号，所述功率放大单元300根据指令信号向待测设备提供所述数字仿真单元100所模拟的电压信号和电流信号。本实用新型技术方案通过硬软件相结合的方式对待测设备进行测试，相比较于传统的纯软件模拟，提高了测试的可靠性。
进一步地，所述电能质量测试平台还包括低通滤波器400，所述采样单元200的输出端与所述低通滤波器400的输入端连接，所述低通滤波器400输出端与所述数字仿真单元100的输入端连接。所述低通滤波器400用于采用单元输入的采样信号中的滤除高频谐波。
具体地，所述采样单元200对所述待测设备输出电压或电流进行采样。
具体地，所述采样单元200采用霍尔传感器。
需要说明的是，为提高RTDS仿真***的控制精度，本实施例中通过采样单元200及低通滤波器400构成闭环控制。所述采样单元200通过霍尔传感器对待测设备输出电流或电压进行采样，经过低通滤波器400处理后将模拟信号后反馈至RTDS仿真***，RTDS仿真***还设置有模数转换器，将采样单元200输入的模拟信号转换成数字信号后再进行处理。
具体地，所述功率放大单元300采用三电平的背靠背变流器。变流器中包括控制器、整流器及逆变器，控制器通过对整流桥及逆变器进行控制，将电源***的电压、频率、相数或其他电量或特性进行变化，从而将一种交流电变为另一种交流电。
其中，背靠背变流器是一种整流器及逆变器的主电路结构完全一致，但整流器和逆变器的能量的流动方向及控制策略上不同的变流器。
具体地，本实施例中所述功率放大单元300每一相都采用H桥电路结构。
本实施例中，所述功率放大单元300采用重复控制及PI控制相结合的复合控制来进行控制。
由于功率放大单元300的每一相都采用H桥电路结构，对输入信号的稳定性及动态性能要求较高，本实施例中功率单元采用重复控制及PI控制相结合的复合控制策略对变流器进行控制。因而提高了变流器的稳定性及动态性能。
现结合具体实施例对本实用新型技术方案作进一步阐述：
RTDS仿真***输出的控制信号经转换后传输给变流器的控制器，控制器转换成PWM开关控制信号，使得变流器将采样的仿真信号(即控制信号)放大。将变流器的H桥逆变侧的输出加载至待测设备，进行试验测试。
本实用新型技术方案通过RTDS仿真***、功率放大器、低通滤波器400及采样单元200构成闭环的电能质量测试平台，对各种需要并网测试的电力电子设备进行测试。该电能质量测试平台可对实际的配电网进行仿真建模，模拟配电网中各种电能质量问题，将模拟的电网中电压信号、电流信号等通过变流器加载至待测设备，其测试结果具有较好的实时性及较高的可靠性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种电能质量测试平台，其特征在于，包括数字仿真单元、采样单元及功率放大单元；所述数字仿真单元的输出端与所述功率放大单元的输入端连接，所述功率放大单元的输出端与待测设备的输入端连接；所述待测设备的输出端与所述采样单元的输入端连接，所述采样单元的输出端与所述数字仿真单元的输入端连接；其中，
所述数字仿真单元，模拟实际电网中运行状况并输出指令信号至所述功率放大单元；
所述功率放大单元，根据所述指令信号，向所述待测设备输出所述数字仿真单元中所模拟的电压信号和电流信号；
所述采样单元，对待测设备工作时的电压和电流进行采样并反馈至所述数字仿真单元；
所述电能质量测试平台还包括低通滤波器，所述采样单元的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器输出端与所述数字仿真单元的输入端连接。
2.如权利要求1所述的电能质量测试平台，其特征在于，所述采样单元对所述待测设备输出电压或电流进行采样。
3.如权利要求2所述的电能质量测试平台，其特征在于，所述采样单元采用霍尔传感器。
4.如权利要求3所述的电能质量测试平台，其特征在于，所述功率放大单元采用四象限背靠背变流器。
5.如权利要求4所述的电能质量测试平台，其特征在于，所述变流器为三电平背靠背变流器。
6.如权利要求5所述的电能质量测试平台，其特征在于，所述功率放大单元每一相都采用H桥电路结构。
7.如权利要求1-6任意一项所述的电能质量测试平台，其特征在于，所述功率放大单元采用重复控制及PI控制相结合的复合控制来进行控制。
Priority Applications (1)
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| CN201620538956.1U CN206038783U (zh) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 电能质量测试平台 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN206038783U true CN206038783U (zh) | 2017-03-22 |
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| CN (1) | CN206038783U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110320441A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-10-11 | 湖南电器科学研究院有限公司 | 一种基于数据采集的电能质量治理设备性能检测*** |
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2016
- 2016-06-03 CN CN201620538956.1U patent/CN206038783U/zh active Active
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