CN203672989U - 一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其包括：三相工频交流波形发生单元，A相工频电压稳压输出单元，A相电流恒流输出单元，A相实时数据采集单元组成。三相工频交流波形发生单元产生的A相电压信号进入A相电压稳压输出单元和A相电流信号进入三相电流恒流输出单元，A相电压稳压输出单元和A相电流恒流输出单元进入A相实时数据采集单元组成，A相实时数据采集单元组成反馈到三相工频交流波形发生单元，A相实时数据采集单元组成输出A相电压信号，其余B相和C相电压信号的产生与A相相同；A、B、C三相主回路的另一端连接在一起构成三相工频电网模拟环境的中线N。
Description
技术领域
本实用新型属于电力电子技术领域，涉及一种电源装置，具体涉及一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置。
背景技术
逆变器是将直流电能变换成交流电能的装置。应用最多的将直流电能转换成工频交流电能的逆变器。
太阳能光伏发电技术产生的是直流电能，就需要由逆变器将直流变为工频交流，以适应众多的交流电器供电条件。逆变器输出的交流电与公网并网，必须满足同频同相的条件，通过调整电压来达到向电网输送电力的目的。因此对光伏并网逆变器的功能、性能要求必须经过严格测试。
对光伏并网逆变器进行并网测试，需要提供与光伏并网逆变器输出端相连接的模拟三相工频交流电环境，通过改变被测光伏并网逆变器的输入与输出条件，实时采集其输入端、输出端的电压、电流值，经过适当的程序处理，得到对被测光伏并网逆变器进行并网测试的结果。
目前能对光伏并网逆变器进行完整测试的装置还不多见。被测光伏逆变器输出端工频环境一般采用频率可调、幅度可调的工频交流稳压源，而不考虑负载的影响，只是用少数有限值可选择的固定负载来接收并网逆变器的输出功率。这种环境与并网逆变器的实际工作环境相去甚远，因此这种测量不能准确地、真实地反映并网逆变器的特性，例如孤岛效应、低压穿越效应。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，它有即可模拟三相工频电网电源、又可模拟负载变化的真实电网环境模拟器，具有可调频率、电压幅度、负载电流幅度、负载电流与电压之间相位差等优点。
本实用新型所采用的技术方案是一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其包括：三相工频交流波形发生单元10，A相工频电压稳压输出单元1，A相电流恒流输出单元2，A相实时数据采集单元组成3。三相工频交流波形发生单元10产生的A相电压信号进入A相电压稳压输出单元1和A相电流信号进入三相电流恒流输出单元2，A相电压稳压输出单元1和A相电流恒流输出单元2进入A相实时数据采集单元组成3，A相实时数据采集单元组成3反馈到三相工频交流波形发生单元10，A相实时数据采集单元组成3输出A相电压信号，其余B相和C相电压信号的产生与A相相同；A、B、C三相主回路分别连接成三相工频电网模拟环境的A、B、C三相输出端，A、B、C三相主回路的另一端连接在一起构成三相工频电网模拟环境的中线N。
所述的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其特征是：所述的三相工频交流波形发生单元10有六路波形输出，它们分别代表A、B、C三相电压和A、B、C三相电流信号。
所述的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其特征是：所述的A、B、C三相工频电压稳压输出单元1是稳定的输出所需电压的频率和幅值。
所述的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其特征是：所述的A、B、C三相电流恒流输出单元2是根据负载的变化电流稳定输出。
所述的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其特征是：所述的A、B、C三相实时数据采集单元3主要采集电网电压、逆变器电流、电网电流和负载电流。
本实用新型的有益效果在于，提供一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，它有即可模拟三相工频电网电源、又可模拟负载变化的四象限电网环境模拟器，具有可调频率、电压幅度、负载电流幅度、负载电流与电压之间相位差等优点。
附图说明
图1是一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置的结构示意图。
图中，1. A相工频电压稳压输出单元。2. A相负载电流恒流输出单元。3. A相实时数据采集单元。4. B相工频电压稳压输出单元。5. B相负载电流恒流输出单元。6. B相实时数据采集单元。7. C相工频电压稳压输出单元。8. C相负载电流恒流输出单元。9. C相实时数据采集单元。10. 三相工频电压波形发生单元。
图2是一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置中A相工频电压稳压输出单元（1）的结构示意图。B相工频电压稳压输出单元（4）、C相工频电压稳压输出单元（7）的结构与A相工频电压稳压输出单元（1）的结构完全一样。
图中，3. A相实时数据采集单元。10. 三相工频电压波形发生单元。11. 隔离变压整流滤波单元。12. 电压调整单元。13. 误差比较放大单元。14. 电压取样单元。
图3是一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置中A相负载电流恒流输出单元（2）的结构示意图。B相负载电流恒流输出单元（5）、C相负载电流恒流输出单元（8）的结构与A相负载电流恒流输出单元（2）的结构完全一样。
图中，3. A相实时数据采集单元。10. 三相工频电压波形发生单元。11. 隔离变压整流滤波单元。15. 电压调整单元。16. 误差比较放大单元。17. 电流取样单元。
图4是一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置中波形发生器结构示意图。
图中，18. A相振荡波形发生器。19. 移相电路。20. 放大电路。21. 整形输出电路。其余五路波形发生电路与此相同。
图5是一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置中三相实时数据采集单元主结构示意图。
图中，22. 电压互感器。23. 电流互感器Ⅰ。24电流互感器Ⅱ。25.电流互感器Ⅲ。26. 测量控制单元。
具体实施方式
一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其包括：三相工频交流波形发生单元10有六路波形输出，它们分别代表A、B、C三相电压和A、B、C三相电流信号。这六路工频电压信号A相工频电压稳压输出单元1，A相负载电流恒流输出单元2，A相实时数据采集单元3组成A相主回路；同理由单元4、5、6和单元7、8、9分别组成B相和C相主回路；A、B、C三相主回路分别连接成三相工频电网模拟环境的A、B、C相线输出端，A、B、C三相主回路的另一端连接在一起构成三相工频电网模拟环境的中线N，星形接法分别作为A、B、C三相主回路中电压稳压、电流恒流的参考电压。三相工频电压波形发生单元10可以产生频率可调的、三相相互间隔120度的代表电压输出的工频波形，其幅度是独立可调的；还可以产生与上述三相电压之间相位独立可调的代表负载电流的工频波形，其幅度也是独立可调的。调整或者预置工频波形参数，由这些工频波形实时控制三相主回路的输出，即可模拟任意结构的、动态变化的电网环境，这个电网环境不但可以输出潮流为正向的工频电能，还可以输出潮流为反向即吸收工频电能，达到四象限模拟电网环境，如图1所示。
本实用新型一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置中A相工频电压稳压输出单元1的结构示意图，如图2所示。B相工频电压稳压输出单元4、C相工频电压稳压输出单元7的结构与A相工频电压稳压输出单元1的结构完全一样，如图2所示。A相工频电压稳压输出单元1由电压调整单元12、电压取样单元14、误差比较放大单元13组成。隔离变压整流滤波单元11为整个装置供电。三相工频电压波形发生单元10之一路输出担任误差比较放大单元13的基准电压。由于电压负反馈的作用，A相工频电压稳压输出单元1的输出电压完全由三相工频电压波形发生单元10控制。B相、C相工频电压稳压输出单元4、7的工作原理及组成与A相完全一样。
本实用新型一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置中A相负载电流恒流输出单元2的结构示意图，如图3所示。B相负载电流恒流输出单元5、C相负载电流恒流输出单元8的结构与A相负载电流恒流输出单元2的结构完全一样，A相负载电流恒流输出单元2由电压调整单元15、电流取样单元17、误差比较放大单元16组成。隔离变压整流滤波单元11为整个装置供电。三相工频电压波形发生单元10之一路输出担任误差比较放大单元16的基准电压。由于电流负反馈的作用，A相负载电流恒流输出单元2的输出电流完全由三相工频电压波形发生单元10控制。B相、C相负载电流恒流输出单元5、8的工作原理及组成与A相完全一样。
本实用新型一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置中波形发生器结构示意图，如图4所示。振荡电路18产生在工频附近可调的正弦波送入移相电路19，通过调整移相参数，产生六路同频不同相的正弦波，经过放大电路20分别独立调整正弦波的幅度，然后送入整形输出电路21，分别驱动三相电压和电流单元。
本实用新型一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境的装置中三相实时数据采集单元主结构示意图，如图5所示。电压互感器22采集电网电压，电流互感器Ⅰ23采集逆变器输出的电流，电流互感器Ⅱ24采集电网电流，电流互感器Ⅲ25采集负载电流，采集单元的控制都由测量控制单元26来完成。
Claims (5)
1.一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其包括：三相工频交流波形发生单元（10），A相工频电压稳压输出单元（1），A相电流恒流输出单元（2），A相实时数据采集单元组成（3）;三相工频交流波形发生单元（10）产生的A相电压信号进入A相电压稳压输出单元（1）和A相电流信号进入三相电流恒流输出单元（2），A相电压稳压输出单元（1）和A相电流恒流输出单元（2）进入A相实时数据采集单元组成（3），A相实时数据采集单元组成（3）反馈到三相工频交流波形发生单元（10），A相实时数据采集单元组成（3）输出A相电压信号，其余B相和C相电压信号的产生与A相相同；A、B、C三相主回路分别连接成三相工频电网模拟环境的A、B、C三相输出端，A、B、C三相主回路的另一端连接在一起构成三相工频电网模拟环境的中线N。
2.根据权利要求1所述的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其特征是：所述的三相工频交流波形发生单元（10）有六路波形输出，它们分别代表A、B、C三相电压和A、B、C三相电流信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其特征是：所述的A、B、C三相工频电压稳压输出单元（1）是稳定的输出所需电压的频率和幅值。
4.根据权利要求1所述的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其特征是：所述的A、B、C三相电流恒流输出单元（2）是根据负载的变化电流稳定输出。
5.根据权利要求1所述的一种用于逆变器并网实验的模拟电网环境装置，其特征是：所述的A、B、C三相实时数据采集单元（3）主要采集电网电压、逆变器电流、电网电流和负载电流。
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| CN106950512B (zh) * | 2017-02-14 | 2022-01-18 | 中国电力科学研究院 | 一种储能变流器并离网特性一体化检测系统及方法 |
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