CN102998546A - 市电仿真器 - Google Patents

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朱郭鑫
吴旭晋
徐怀清
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Abstract

本发明公开了一种市电仿真器。该市电仿真器包含交流电源供应器及自动调控负载。该交流电源供应器是用以提供市电频率与市电电压；该自动调控负载是耦接于该交流电源供应器与并网发电系统之间，用以做为该并网发电系统的测试负载，并防止电流逆灌该交流电源供应器及关机该交流电源供应器，其中当测试该并网发电系统时，该自动调控负载的消耗功率是等于该并网发电系统的输出功率与该交流电源供应器的输出功率的和。因此，本发明可改善现有技术在测试该并网发电系统的过程中不仅繁琐且容易出错的缺点。

Description

市电仿真器
技术领域
本发明是有关于一种市电仿真器，尤指一种利用自动调控负载调整自动调控负载的消耗功率等于并网发电系统的输出功率与交流电源供应器的输出功率的和，以及防止电流逆灌交流电源供应器及关机交流电源供应器的市电仿真器。
背景技术
一般说来，再生能源发展领域中并网发电系统(grid-connected generationpower system)具有较佳的经济效益与缺少有害环境的优点，使得并网发电系统日益普及。并网发电系统是通过直流电压/交流电压换流器将并网发电系统产生的直流电能转换为公共电网(utility grid)的交流电能。在厂商准备生产并网发电系统之前，厂商必须对并网发电系统执行一连串的标准测试，以判断所设计的并网发电系统是否符合安规要求。然而，公共电网的总电压谐波失真(harmonic distortion)会影响并网发电系统的谐波电流。另外，当并网发电系统注入交流电能到公共电网时，必须注意公共电网的状况以及耦接于公共电网的负载对并网发电系统的影响。
现有技术是利用诊断测试程序通过功率电阻负载和交流电源供应器去测试并网发电系统。然而，为了要成功地执行诊断测试程序，使用者必须频繁地控制耦接于功率电阻负载的开关以及小心地调控交流电源供应器的输出功率，以确保并网发电系统是运作于使用者想要的情况下。但对于使用者而言，上述测试过程不仅繁琐且容易出错。因此，对于测试并网发电系统，现有技术并非为一个好的选择。
发明内容
本发明的一实施例提供一种市电仿真器。该市电仿真器包含交流电源供应器及自动调控负载。该交流电源供应器是用以提供市电频率与市电电压；该自动调控负载是耦接于该交流电源供应器与并网发电系统之间，用以做为该并网发电系统的测试负载，并防止电流逆灌该交流电源供应器及关机该交流电源供应器，其中当测试该并网发电系统时，该自动调控负载的消耗功率是等于该并网发电系统的输出功率与该交流电源供应器的输出功率的和。
本发明提供一种市电仿真器。该市电仿真器是利用自动调控负载做为并网发电系统的测试负载，以及利用交流电源供应器提供市电频率与市电电压以仿真市电的各种状况。另外，该自动调控负载可根据该并网发电系统与该交流电源供应器的电流与电压的状况，通过调节功率电阻箱的阻值，让该交流电源供应器维持一定程度上的功率输出，以使该自动调控负载的消耗功率是等于该并网发电系统的输出功率与该交流电源供应器的输出功率的和，并防止电流逆灌该交流电源供应器及关机该交流电源供应器。因此，本发明可改善现有技术在测试该并网发电系统的过程中不仅繁琐且容易出错的缺点。
附图说明
图1是为本发明的一实施例说明一种市电仿真器的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100      市电仿真器
102      交流电源供应器
104      自动调控负载
106      并网发电系统
1042     功率电阻箱
1044     负载控制器
10442    开关电路
10444    传感电路
10446    微处理器
104442      第一电流传感器
104444      第二电流传感器
104446      第三电流传感器
104448      电压回馈电路
CS          微控制器控制信号
R1～Rn      并联电阻
SCS         开关控制信号
SW1～SWn-1  并联开关
具体实施方式
请参照图1，图1是为本发明的一实施例说明一种市电仿真器100的示意图。市电仿真器100包含交流电源供应器102和自动调控负载104。交流电源供应器102是可为可程序交流电源供应器，用以提供市电频率(例如60Hz)与市电电压(例如110V)以模拟市电的各种状况，并隔离市电馈入的噪声、谐波和涟波。自动调控负载104耦接于交流电源供应器102与并网发电系统106之间，用以做为并网发电系统106的测试负载，并防止电流逆灌交流电源供应器102及关机交流电源供应器102，其中当测试并网发电系统106时，自动调控负载104的消耗功率是等于并网发电系统106的输出功率与交流电源供应器102的输出功率的和，且并网发电系统106是可为光伏发电机(photovoltaic generator)。另外，并网发电系统106是根据市电频率与市电电压传递并网发电系统106的输出电能至市电。
如图1所示，自动调控负载104包含功率电阻箱1042和负载控制器1044。功率电阻箱1042包含多个并联电阻R1～Rn，其中n是为大于1的整数。而功率电阻箱1042是耦接于并网发电系统106的输出端与交流电源供应器102的输出端之间，用以消耗并网发电系统106的输出电能与交流电源供应器102的输出电能。负载控制器1044是耦接于功率电阻箱1042与并网发电系统106之间，用以当测试并网发电系统106时，自动调控功率电阻箱1042的等效阻值，以使自动调控负载104的消耗功率是等于并网发电系统106的输出功率与交流电源供应器102的输出功率的和，其中并网发电系统106的输出功率是大于交流电源供应器102的输出功率。亦即自动调控负载104的消耗功率大部份是由并网发电系统106供应以及少部份是由交流电源供应器102供应。另外，使用者亦可根据并网发电系统106的实际状况，设定自动调控负载104为固定负载模式。当自动调控负载104为固定负载模式时，功率电阻箱1042的等效阻值是为定值，且负载控制器1044自动调控功率电阻箱1042的功能被关闭。另外，当自动调控负载104开机时，自动调控负载104可逐一改变功率电阻箱1042的等效阻值，以检查负载控制器1044是否故障。
如图1所示，负载控制器1044包含开关电路10442、传感电路10444和微处理器10446。开关电路10442是耦接于功率电阻箱1042，而开关电路10442包含多个并联开关SW1～SWn-1，其中每一并联开关是串联功率电阻箱1042的多个并联电阻R1～Rn中的一个相对应的并联电阻，且多个并联开关SW1～SWn-1是为双向电源开关。传感电路10444包含第一电流传感器104442、第二电流传感器104444、第三电流传感器104446及电压回馈电路104448。第一电流传感器104442是耦接于并网发电系统106，用以传感并网发电系统106的输出电流；第二电流传感器104444是耦接于交流电源供应器102，用以传感交流电源供应器102的输出电流；第三电流传感器104446是耦接于开关电路10442，用以传感流经开关电路10442的输入电流；电压回馈电路104448是耦接于开关电路10442，用以传感并网发电系统106的输出电压。第一电流传感器104442、第二电流传感器104444、第三电流传感器104446及电压回馈电路104448是用以转换并网发电系统106的输出电流、交流电源供应器102的输出电流、开关电路10442的输入电流及并网发电系统106的输出电压成为微控制器控制信号CS。微处理器10446是耦接于开关电路10442与传感电路10444，用以接收微控制器控制信号CS，并根据微控制器控制信号CS和查阅表，产生开关控制信号SCS，其中微处理器10446可显示自动调控负载104的操作信息于个人计算机或液晶显示器给使用者。另外，自动调控负载104还具有迟滞功能，以避免微处理器10446根据微控制器控制信号CS和查阅表，不停地调整开关电路10442的多个双向并联开关SW1～SWn-1的开启与关闭。另外，微处理器10446的操作频率是远高于交流电源供应器102所提供的市电频率。
开关电路10442是利用开关控制信号SCS，控制开关电路10442的多个双向并联开关SW1～SWn-1的开启与关闭，以调整功率电阻箱1042的多个并联电阻R1～Rn的等效阻值。而功率电阻箱1042即可根据式(1)，决定功率电阻箱1042的消耗功率。
P = V 2 R - - - ( 1 )
其中P是为功率电阻箱1042的消耗功率，R是为功率电阻箱1042的多个并联电阻R1～Rn的等效阻值，以及V是为并网发电系统106的输出电压。
另外，功率电阻箱1042的多个并联电阻R1～Rn中的并联电阻Rn不串联开关电路10442的多个并联开关SW1～SWn-1中的任一并联开关。亦即并联电阻Rn不通过开关电路10442的多个并联开关SW1～SWn-1中的任一并联开关而直接耦接于交流电源供应器102的输出端，以确保交流电源供应器102可提供基本输出电能并避免电流逆灌交流电源供应器102。
另外，当测试并网发电系统106时，自动调控负载104的消耗功率、并网发电系统106的输出功率及交流电源供应器102的输出功率之间的关系详述如下：首先，当并网发电系统106关机时，交流电源供应器102提供基本输出电能以匹配功率电阻箱1042的最小等效阻值。此时，自动调控负载104的消耗功率等于交流电源供应器102的输出功率。然后，如果并网发电系统106的输出功率大于零，则负载控制器1044会根据并网发电系统106的输出电流、输出电压，和交流电源供应器102的输出电流，自动调控功率电阻箱1042的等效阻值，以使自动调控负载104的消耗功率与并网发电系统106的输出功率之间的差值为最小。亦即自动调控负载104的消耗功率大部份是由并网发电系统106供应以及少部份是由交流电源供应器102供应，其目的在于若并网发电系统106的输出电能变化过大时，交流电源供应器102仍有足够的余裕度，让自动调控负载104有足够的反应时间去调整功率电阻箱1042的等效阻值，以防止电流逆灌交流电源供应器102及关机交流电源供应器102，且确保交流电源供应器102不会输出超过交流电源供应器102可输出功率的输出功率。
由于微处理器10446内建的可抹除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)，因此储存于微处理器10446内上一次测试的设定并不会因市电仿真器100关机而影响到目前自动调控负载104的操作。另外，本发明并不受限于图1的负载控制器1044架构，只要自动调控负载104的消耗功率等于并网发电系统106的输出功率与交流电源供应器102的输出功率的和，即落入本发明的范畴。
综上所述，本发明所提供的市电仿真器是利用自动调控负载做为并网发电系统的测试负载，以及利用交流电源供应器提供市电频率与市电电压以仿真市电的各种状况。另外，自动调控负载可根据并网发电系统与交流电源供应器的电流与电压的状况，通过调节功率电阻箱的阻值，让交流电源供应器维持一定程度上的功率输出，以使自动调控负载的消耗功率是等于并网发电系统的输出功率与交流电源供应器的输出功率的和，并防止电流逆灌交流电源供应器及关机交流电源供应器。因此，本发明可改善现有技术在测试并网发电系统的过程中不仅繁琐且容易出错的缺点。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种市电仿真器，包含：
交流电源供应器，用以提供市电频率与市电电压；及
该市电仿真器的特征在于还包括：
自动调控负载，耦接于该交流电源供应器与并网发电系统之间，用以做为该并网发电系统的测试负载，并防止电流逆灌该交流电源供应器及关机该交流电源供应器，其中当测试该并网发电系统时，该自动调控负载的消耗功率是等于该并网发电系统的输出功率与该交流电源供应器的输出功率的和。
2.如权利要求1所述的市电仿真器，其特征在于，该交流电源供应器是用以模拟市电的各种状况。
3.如权利要求1所述的市电仿真器，其特征在于，该并网发电系统是为光伏发电机。
4.如权利要求1所述的市电仿真器，其特征在于，该自动调控负载包含：
功率电阻箱，包含多个并联电阻，用以消耗该并网发电系统的输出电能与该交流电源供应器的输出电能；及
负载控制器，用以当测试该并网发电系统时，自动调控该功率电阻箱的等效阻值，以使该自动调控负载的消耗功率是等于该并网发电系统的输出功率与该交流电源供应器的输出功率的和。
5.如权利要求4所述的市电仿真器，其特征在于，该负载控制器包含：
开关电路，耦接于该功率电阻箱，该开关电路包含多个并联开关，每一并联开关是串联该多个并联电阻中的一个并联电阻；
传感电路，包含：
第一电流传感器，耦接于该并网发电系统，用以传感该并网发电系统的输出电流；
第二电流传感器，耦接于该交流电源供应器，用以传感该交流电源供应器的输出电流；
第三电流传感器，耦接于该开关电路，用以传感该开关电路的输入电流；及
电压回馈电路，耦接于该开关电路，用以传感该并网发电系统的输出电压；
其中该第一电流传感器、该第二电流传感器、该第三电流传感器及该电压回馈电路是用以转换该并网发电系统的输出电流、该交流电源供应器的输出电流、该开关电路的输入电流及该并网发电系统的输出电压成为微控制器控制信号；及
微处理器，耦接于该开关电路与该传感电路，用以接收该微控制器控制信号，并根据该微控制器控制信号，产生开关控制信号至该开关电路；
其中该开关电路是利用该开关控制信号，控制该多个并联开关的开启与关闭，以调整该功率电阻箱的多个并联电阻的等效阻值。
6.如权利要求5所述的市电仿真器，其特征在于，该多个并联开关是为双向电源开关。
7.如权利要求5所述的市电仿真器，其特征在于，该微处理器是根据该微控制器控制信号和查阅表，产生该开关控制信号。
8.如权利要求5所述的市电仿真器，其特征在于，该多个并联电阻中的一个并联电阻不串联该多个并联开关中的任一并联开关。
9.如权利要求1所述的市电仿真器，其特征在于，当该自动调控负载的消耗功率等于该并网发电系统的输出功率与该交流电源供应器的输出功率的和时，该自动调控负载的消耗功率与该并网发电系统的输出功率之间的差值是为最小。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107196350A (zh) * 2017-07-14 2017-09-22 广东工业大学 一种带可控串联电阻的有功功率实时控制装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3008260B1 (fr) * 2013-07-05 2016-10-28 Electricite De France Circuit de simulation d'un reseau electrique alternatif et son procede de commande
US10873184B2 (en) * 2018-10-19 2020-12-22 University Of Tennessee Research Foundation Power electronics converter based reconfigurable grid emulation platform

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6239511B1 (en) * 1998-08-31 2001-05-29 Asea Brown Boveri Ag Power station having a generator which is driven by a turbine, as well as a method for operating such a power station
CN1835332A (zh) * 2006-03-25 2006-09-20 合肥工业大学 具备离网/并网、充电控制及功率调节功能的光伏变流装置
CN101150194A (zh) * 2006-09-22 2008-03-26 比亚迪股份有限公司 一种燃料电池系统
US20100236612A1 (en) * 2009-02-20 2010-09-23 Sayed Ali Khajehoddin Inverter for a Distributed Power Generator
CN101969274A (zh) * 2010-09-21 2011-02-09 电子科技大学 一种母线电压稳定控制装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6949843B2 (en) 2003-07-11 2005-09-27 Morningstar, Inc. Grid-connected power systems having back-up power sources and methods of providing back-up power in grid-connected power systems
TWI225328B (en) 2003-08-01 2004-12-11 Rou-Yong Duan Hybrid clean-energy power-supply framework

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6239511B1 (en) * 1998-08-31 2001-05-29 Asea Brown Boveri Ag Power station having a generator which is driven by a turbine, as well as a method for operating such a power station
CN1835332A (zh) * 2006-03-25 2006-09-20 合肥工业大学 具备离网/并网、充电控制及功率调节功能的光伏变流装置
CN101150194A (zh) * 2006-09-22 2008-03-26 比亚迪股份有限公司 一种燃料电池系统
US20100236612A1 (en) * 2009-02-20 2010-09-23 Sayed Ali Khajehoddin Inverter for a Distributed Power Generator
CN101969274A (zh) * 2010-09-21 2011-02-09 电子科技大学 一种母线电压稳定控制装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107196350A (zh) * 2017-07-14 2017-09-22 广东工业大学 一种带可控串联电阻的有功功率实时控制装置

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Publication number Publication date
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