一种模拟电网扰动的电源制造技术

本申请公开了一种模拟电网扰动的电源，包括：35KV输入断路器、35KV输出断路器、35KV四象限变流器和35KV旁路断路器；并且35KV四象限变流器包括：移相变压器和与移相变压器相连的三相级联电路；三相级联电路的每一相都包括三十个功率变换单元；每一个功率变换单元包括：三相可控整流桥电路、平波电容和H桥式逆变电路；由于本申请提供的电源中采用35KV四象限变流器，简化了现有技术中的LCL型滤波器，并且去掉了现有技术中的升压变压器，不仅提高光伏逆变器和风机对电网的适应性,还解决了现有技术采用LCL型滤波器和升压变压器造成的电网转换效率低和电能利用率不高的问题。

A power source that simulates the disturbance of the power grid

The invention discloses a power grid disturbance simulation includes: 35KV input circuit breaker, circuit breaker, 35KV output 35KV four quadrant converter and 35KV bypass circuit breaker; and 35KV four quadrant converter includes a phase shifting transformer and three-phase cascade circuit is connected with the phase shifting transformer; three-phase cascade circuit of each phase consists of thirty the power conversion unit; each power converter unit includes: a three-phase controlled rectifier circuit, filter capacitor and H bridge inverter circuit; due to the adoption of 35KV four quadrant converter power supply provided by the application of simplified LCL type filter in the prior art, and removed the step-up transformer in the prior art, not only improve the adaptability of photovoltaic the inverter and the fan on the grid, but also solves the low conversion efficiency and power of existing technology using LCL type filter and the step-up transformer caused by power grid The problem of low utilization rate.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟电网扰动的电源
本申请涉及电气设备领域，尤其涉及一种模拟电网扰动的电源。
技术介绍
随着我国新能源的快速发展，光伏发电和风力发电的装机容量越来越大，并网点电压等级也越来越高。目前我国光伏发电和风力发电装机最多的地方主要分布于我国新疆、西藏、内蒙古等西部或者北部地区。这些地区太阳能和风能资源丰富，但是经济不发达，电网自身的稳定性和鲁棒性不够，电能质量不佳，以至于会有电压暂降、闪变、频率波动和低次谐波含量较高等异常情况发生。电网出现上述扰动时，光伏逆变器和风机都会触发自身的保护机制，从而脱网停止发电，不仅会造成资源的浪费和设备的闲置，还会增加维护的成本。为解决上述问题，现有技术采用LCL型滤波器和升压变压器，以帮助提高光伏逆变器和风机对电网的适应性。然而，采用LCL型滤波器和升压变压器，势必会造成转换效率较低，电能利用率不高的现象。并且，目前的大容量光伏逆变器和风机的电压等级很多达到了35KV，容量都是在MW级，采用LCL型滤波器和升压变压器的还会造成较大的能量损耗。
技术实现思路
本申请提供了一种模拟电网扰动的电源，以解决现有技术采用LCL型滤波器和升压变压器造成的电网转换效率低和电能利用率不高的问题。本申请提供了一种模拟电网扰动的电源，包括：35KV输入断路器、35KV输出断路器、35KV四象限变流器和35KV旁路断路器；所述35KV输入断路器的一端连接所述35KV旁路断路器，所述35KV输入断路器的另一端连接所述35KV四象限变流器的输入端；所述35KV输出断路器的一端连接所述35KV四象限变流器的输出端，所述35KV输出断路器的另一端连接所述35KV旁路断路器；所述35KV四象限变流器包括：移相变压器和与所述移相变压器相连的三相级联电路；所述三相级联电路的每一相都包括三十个功率变换单元；每一个所述功率变换单元包括：三相可控整流桥电路、平波电容和H桥式逆变电路；所述三相可控整流桥电路、所述平波电容和所述H桥式逆变电路并联；第一个所述功率变换单元还包括：滤波电感；所述滤波电感的一端与所述H桥式逆变电路的一个桥臂连接，另一端与电压输出端口连接；每一个所述功率变换单元中的所述H桥式逆变电路的桥臂与下一个所述功率变换单元中的所述H桥式逆变电路的桥臂连接。可选的，所述三相可控整流桥电路包括：第一整体式功率单元、第二整体式功率单元、第三整体式功率单元、第四整体式功率单元、第五整体式功率单元和第六整体式功率单元；所述第一整体式功率单元的发射极与所述第二整体式功率单元的集电极连接；所述第三整体式功率单元的发射极与所述第四整体式功率单元的集电极连接；所述第五整体式功率单元的发射极与所述第六整体式功率单元的集电极连接；所述第一整体式功率单元与所述第二整体式功率单元组成的电路、所述第三整体式功率单元与所述第四整体式功率单元组成的电路和所述第五整体式功率单元与所述第六整体式功率单元组成的电路并联。可选的，所述第一整体式功率单元、所述第二整体式功率单元、所述第三整体式功率单元、所述第四整体式功率单元、所述第五整体式功率单元和所述第六整体式功率单元分别是由两个IGBT单元并联组成的整体式功率单元。可选的，所述H桥式逆变电路包括：第七整体式功率单元、第八整体式功率单元、第九整体式功率单元和第十整体式功率单元；所述第七整体式功率单元的发射极与所述第八整体式功率单元的集电极连接；所述第九整体式功率单元的发射极与所述第十整体式功率单元的集电极连接；所述第七整体式功率单元与所述第八整体式功率单元组成的电路和所述第九整体式功率单元与所述第十整体式功率单元组成的电路并联。可选的，所述第七整体式功率单元、所述第八整体式功率单元、所述第九整体式功率单元和所述第十整体式功率单元分别是由三个IGBT单元并联组成的整体式功率单元。可选的，每一个所述H桥式逆变电路中的所述第九整体式功率单元和所述第十整体式功率单元组成的桥臂中点与下一个所述H桥式逆变电路中的所述第七整体式功率单元和所述第八整体式功率单元组成的桥臂中点连接。可选的，所述电源还包括：主控器；所述主控器与所述功率变换单元连接。由以上技术方案可知，本申请提供了一种模拟电网扰动的电源，包括：35KV输入断路器、35KV输出断路器、35KV四象限变流器和35KV旁路断路器；并且35KV四象限变流器包括：移相变压器和与移相变压器相连的三相级联电路；三相级联电路的每一相都包括三十个功率变换单元；每一个功率变换单元包括：三相可控整流桥电路、平波电容和H桥式逆变电路；由于本申请提供的电源中采用35KV四象限变流器，简化了现有技术中的LCL型滤波器并且去掉了现有技术中的升压变压器，不仅提高光伏逆变器和风机对电网的适应性,还解决了现有技术采用LCL型滤波器和升压变压器造成的电网转换效率低和电能利用率不高的问题。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种模拟电网扰动的电源的结构示意图；图2为本申请实施例提供的功率变换单元的电路图；图3为本申请实施例提供的35KV四象限变流器的电路图；图4为本申请实施例提供的a相功率传递向量图；图5为本申请实施例提供的两相旋转坐标系中的矢量关系图。图示说明：其中，1-35KV输入断路器；2-35KV输出断路器；3-35KV四象限变流器；4-35KV旁路断路器；5-移相变压器；6-三相可控整流桥电路；7-平波电容；8-H桥式逆变电路；9-滤波电感；10-第一整体式功率单元；11-第二整体式功率单元；12-第三整体式功率单元；13-第四整体式功率单元；14-第五整体式功率单元；15-第六整体式功率单元；16-第七整体式功率单元；17-第八整体式功率单元；18-第九整体式功率单元；19-第十整体式功率单元。具体实施方式参见图1，为本申请实施例提供的一种模拟电网扰动的电源的结构示意图。包括：35KV输入断路器1、35KV输出断路器2、35KV四象限变流器3和35KV旁路断路器4。所述35KV输入断路器1的一端连接所述35KV旁路断路器4，所述35KV输入断路器1的另一端连接所述35KV四象限变流器3的输入端。所述35KV输出断路器2的一端连接所述35KV四象限变流器3的输出端，所述35KV输出断路器2的另一端连接所述35KV旁路断路器4。35KV输入断路器1作为本申请实施例中的电网能量输入开关；35KV输出断路器2用于分合本申请实施例中的电源能量输出；35KV旁路断路器4用于分合本申请接入的电网，当光伏逆变器和风机进行常规测试时，直接引入电网能量，当需要进行电网扰动性试验时，再将电网能量旁路掉，转而采用35KV四象限变流器3输出的电能，可以降低设备测试的能耗。参见图3，为本申请实施例提供的35KV四象限变流器3的电路图。所述35KV四象限变流器3包括：移相变压器5和与所述移相变压器5相连的三相级联电路。所述三相级联电路的每一相都包括三十个功率变换单元。三十个功率变换单元级联后，由于级联数量较多，等效开关频率很高，这时输出的电压波形已经接近与正弦波，因此，不需要采用传统的LCL型滤波器，只采用电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟电网扰动的电源，其特征在于，包括：35KV输入断路器(1)、35KV输出断路器(2)、35KV四象限变流器(3)和35KV旁路断路器(4)；所述35KV输入断路器(1)的一端连接所述35KV旁路断路器(4)，所述35KV输入断路器(1)的另一端连接所述35KV四象限变流器(3)的输入端；所述35KV输出断路器(2)的一端连接所述35KV四象限变流器(3)的输出端，所述35KV输出断路器(2)的另一端连接所述35KV旁路断路器(4)；所述35KV四象限变流器(3)包括：移相变压器(5)和与所述移相变压器(5)相连的三相级联电路；所述三相级联电路的每一相都包括三十个功率变换单元；每一个所述功率变换单元包括：三相可控整流桥电路(6)、平波电容(7)和H桥式逆变电路(8)；所述三相可控整流桥电路(6)、所述平波电容(7)和所述H桥式逆变电路(8)并联；第一个所述功率变换单元还包括：滤波电感(9)；所述滤波电感(9)的一端与所述H桥式逆变电路(8)的一个桥臂连接，另一端与电压输出端口连接；每一个所述功率变换单元中的所述H桥式逆变电路(8)的桥臂与下一个所述功率变换单元中的所述H桥式逆变电路(8)的桥臂连接。...

【技术特征摘要】
1.一种模拟电网扰动的电源，其特征在于，包括：35KV输入断路器(1)、35KV输出断路器(2)、35KV四象限变流器(3)和35KV旁路断路器(4)；所述35KV输入断路器(1)的一端连接所述35KV旁路断路器(4)，所述35KV输入断路器(1)的另一端连接所述35KV四象限变流器(3)的输入端；所述35KV输出断路器(2)的一端连接所述35KV四象限变流器(3)的输出端，所述35KV输出断路器(2)的另一端连接所述35KV旁路断路器(4)；所述35KV四象限变流器(3)包括：移相变压器(5)和与所述移相变压器(5)相连的三相级联电路；所述三相级联电路的每一相都包括三十个功率变换单元；每一个所述功率变换单元包括：三相可控整流桥电路(6)、平波电容(7)和H桥式逆变电路(8)；所述三相可控整流桥电路(6)、所述平波电容(7)和所述H桥式逆变电路(8)并联；第一个所述功率变换单元还包括：滤波电感(9)；所述滤波电感(9)的一端与所述H桥式逆变电路(8)的一个桥臂连接，另一端与电压输出端口连接；每一个所述功率变换单元中的所述H桥式逆变电路(8)的桥臂与下一个所述功率变换单元中的所述H桥式逆变电路(8)的桥臂连接。2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述三相可控整流桥电路(6)包括：第一整体式功率单元(10)、第二整体式功率单元(11)、第三整体式功率单元(12)、第四整体式功率单元(13)、第五整体式功率单元(14)和第六整体式功率单元(15)；所述第一整体式功率单元(10)的发射极与所述第二整体式功率单元(11)的集电极连接；所述第三整体式功率单元(12)的发射极与所述第四整体式功率单元(13)的集电极连接；所述第五整体式功率单元(14)的发射极与所述第六整体式功率单元(15)的集电极连接；所述第一整体式功率单元(10)与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜男，吴水军，何廷一，彭俊臻，陈勇，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：云南,53