CN203522549U - 一种有孤岛测试功能的分布式电源并网逆变器测试交流源 - Google Patents
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Abstract
一种有孤岛测试功能的分布式电源并网逆变器测试交流源，其特征在于，所述交流源由输入断路器QF1、输出断路器QF2、接触器KM1、交流电抗器L、可控整流器、12只IGBT构成3个H桥逆变器、3只单相LC滤波器、3只单相变压器和旁路接触器KM2组成。本实用新型采用电力电子开关技术设计一种新型的孤岛负载模拟装置，可以吸收或发出有功功率与无功功率，模拟并替换RLC并联负载，还可以将有功能量回馈电网，大量减少实验过程中的能量损耗；并且由于摈弃了机械方式的负载调整，提高了实验设备的使用寿命，可减少了实验设备的维护成本。本实用新型适用于孤岛测试和分布式电源电网模拟。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有孤岛测试功能的分布式电源并网逆变器测试交流源，属分布式电源并网逆变器测试技术领域。
背景技术
随着原来越多的分布式发电系统接入电网，各国电网公司都对分布式发电系统提出了新的严格要求，即要求在电网出现故障时分布式发电系统可以继续并网运行并发出有功或无功来支持电网。因此分布式发电系统在并网之前都要进行电网适应能力的测试，然而由于电网的目标是提供标准的三相正弦电压，各种形式的电网故障并不常见。因此在对分布式发电系统进行测试时，仅通过电网很难复现出故障情况，需要专门的设备或仪器来模拟上述故障。
模拟电网交流电源的作用就是一种高性能的多功能电网模拟器，不仅可以输出正常的电网电压，而且可以模拟诸如电压跌落、频率偏移、三相不平衡以及电压畸变等常见电网现象。
根据电网电能质量标准和光伏逆变器的相关标准，模拟电网交流电源在功能上应满足：（1）模拟正常情况下的电网电压，符合电网公司要求；（2）模拟出电压幅值变化、频率变化等动态现象；（3）模拟三相不平衡、波形畸变等静态现象。
对于输出电压的幅值、频率等参数，则要求模拟器输出的电压幅值、频率以及波形与电网真实情况基本相同。
具体要求为：（1）模拟正常的电网电压，输出三相对称、具有额定幅值和频率的正弦电压。（2）模拟电网电压跌落和电压变动功能。模拟器的输出电压可以在任意时刻跌落和恢复，跌落深度和持续时间可以根据测试要求自由设定，对于不平衡跌落，每一相的跌落深度可以任意设定。（3）模拟电网电压频率偏移功率，可以实现电压频率的突变和渐变。对于频率突变，要求在任意时刻对于频率的渐变情况，渐变时间可设，频率变化后的持续时间可以自由设定。（4）模拟电网电压三相不平衡的功能。模拟器应可输出包含负序分量的电压，其中负序分量和零序分量可以自由设定。（5）模拟电网电压包含谐波的功能。模拟器可输出在基波基础上的叠加谐波和间谐波的电压波形。叠加谐波的次数、谐波幅值、谐波与基波间的相位可根据测试需要设定，并且可以同时叠加多次谐波。
发明内容
本实用新型的目的是，根据现有分布式发电系统测试存在的问题，本实用新型公开一种具备孤岛测试功能的分布式电源并网逆变器测试交流源。
本实用新型的技术方案是，本实用新型具备孤岛测试功能的分布式电源并网逆变器测试交流源由输入断路器QF1、输出断路器QF2、接触器KM1、交流电抗器L、可控整流器、12只IGBT构成3个H桥逆变器、3只单相LC滤波器、3只单相变压器和旁路接触器KM2组成。输入的三相电源通过输入断路器QF1分别进入主电路和旁路；主电路通过接触器KM1连接交流电抗器L，再通过交流电抗器L接可控整流器的交流端AC，由可控整流器的直流端DC输出至由12只IGBT构成3个H桥逆变器，逆变后的交流输出通过三个单相LC滤波器接三个单相变压器，经过变压器后副边采用星形接法，引出A1、B1、C1三相端子，预留N1端子。旁路通过接触器KM2连接A1、B1、C1三相端子和零线N1端子。
本实用新型的工作原理是，本实用新型具备孤岛测试功能的分布式电源并网逆变器测试交流源采用IGBT开关技术搭建三相H桥逆变器，交流侧连接LC滤波器，直流由可控整流器供电，构成一个电力电子孤岛负载模拟装置与RLC负载相等效用于替代传统的RLC负载。通过控制器实时检测交流侧母线的电压和3相H桥逆变器输出电流；通过电阻、电感、电容的数学模型的计算得出三相逆变桥需要输出的有功与无功电流，并且依此产生IGBT的开关信号，控制逆变桥工作，实现与RLC负载的等效。
本实用新型的有益效果是，本实用新型针对防孤岛保护现场测试及降低测试能耗的需求，针对现有RLC型测试装置中存在的问题，采用电力电子开关技术设计一种新型的孤岛负载模拟装置，不仅可以输出正常的电网电压，而且可以模拟诸如电压跌落、频率偏移、三相不平衡以及电压畸变等常见电网现象；它可以吸收或发出有功功率与无功功率，模拟并替换RLC并联负载，还可以将有功能量回馈电网，大量减少实验过程中的能量损耗；并且由于摈弃了机械方式的负载调整，提高了实验设备的使用寿命，可减少了实验设备的维护成本。
本实用新型适用于孤岛测试和分布式电源电网模拟。
附图说明
图1为本实用新型分布式电源并网逆变器测试交流源主电路图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式如图1所示。
本实施例一种有孤岛测试功能的分布式电源并网逆变器测试交流源由输入断路器QF1、输出断路器QF2、接触器KM1、交流电抗器L、可控整流器、12只IGBT构成3个H桥逆变器、3只单相LC滤波器、3只单相变压器和旁路接触器KM2组成。输入的三相电源通过输入断路器QF1分别进入主电路和旁路；主电路通过接触器KM1连接交流电抗器L，再通过交流电抗器L接可控整流器的交流端AC，由可控整流器的直流端DC输出至由12只IGBT构成3个H桥逆变器，逆变后的交流输出通过三个单相LC滤波器接三个单相变压器，经过变压器后副边采用星形接法，引出A1、B1、C1三相端子，预留N1端子。旁路通过接触器KM2连接A1、B1、C1三相端子和零线N1端子。
本实施例中，主电路元件的选用为：
IGBT采用英飞凌1200V等级，最高容许结温150℃，可靠性更高；降低了导通、关断损耗，提高了系统效率。
直流母线额定电压620V。
可控整流器整流侧容量为60kW；逆变器逆变输出侧容量为75 kVA。
变压器变比为345V:220V，容量3×25kVA，1.3倍过压。
A1、B1、C1交流三相输出最高电压为480V，额定380V，额定电流113.6A。
每相H桥输出最高电压430V。
Claims (1)
1.一种有孤岛测试功能的分布式电源并网逆变器测试交流源，其特征在于，所述交流源由输入断路器QF1、输出断路器QF2、接触器KM1、交流电抗器L、可控整流器、12只IGBT构成3个H桥逆变器、3只单相LC滤波器、3只单相变压器和旁路接触器KM2组成；输入的三相电源通过输入断路器QF1分别进入主电路和旁路；主电路通过接触器KM1连接交流电抗器L，再通过交流电抗器L接可控整流器的交流端AC，由可控整流器的直流端DC输出至H桥逆变器，逆变后的交流输出通过三个单相LC滤波器接三个单相变压器，经过变压器后副边采用星形接法，引出A1、B1、C1三相端子，预留零线N1端子；旁路通过接触器KM2连接A1、B1、C1三相端子和零线N1端子。
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