三相电网模拟装置制造方法及图纸

本申请公开一种三相电网模拟装置，包括依次连接的软启动单元、输入侧多电平变换器、输出侧多电平变换器以及输出滤波器；所述软启动单元的输入端与电网连接，所述输出滤波器的输出端与测试母线连接。本申请无需输入输出侧变压器即可实现对电网电压扰动特性的模拟，从而可用于风力发电机组、光伏电站、储能系统的电网适应性测试和故障电压穿越特性测试；系统构成简单、动态响应速度快、测试时效率高。动态响应速度快、测试时效率高。动态响应速度快、测试时效率高。

【技术实现步骤摘要】
三相电网模拟装置


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种三相电网模拟装置。

技术介绍

[0002]随着新能源发电在电力系统中占比不断提高，为满足电力系统安全稳定运行的要求，电力行业对新能源发电设备的电网适应能力和故障电压穿越能力提出了较高要求。在此背景下，必须发展配套的电网适应性测试技术和故障电压穿越测试技术，实现电网电压三相对称、单相、两相跌落或升高的扰动特性模拟，从而对新能源发电设备进行全面的故障电压穿越测试。
[0003]专利申请号201510357695.3公开了一种由三相多绕组变压器、功率模块阵列、输出滤波器组成的三相电网扰动发生装置，该装置能够输出电压偏差、频率偏差、闪变、电压不平衡等多种电网扰动特性。但是该装置需要配置多个变压器进行电压转换，对于大容量的装置而言，所配置的变压器体积大、重量高，不利于装置整体的集成设计；另外，装置输出一般会连接到风电变流器、光伏逆变器及储能变流器电网侧的箱变，实际测试系统变压器数量多，系统庞杂，效率普遍不高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种三相电网模拟装置，无需输入输出侧变压器即可实现对电网电压扰动特性的模拟，从而可用于风力发电机组、光伏电站以及储能系统的电网适应性测试和故障电压穿越特性测试。
[0005]根据本申请的一个方面，提供一种三相电网模拟装置，包括依次连接的软启动单元、输入侧多电平变换器、输出侧多电平变换器以及输出滤波器；
[0006]所述软启动单元的输入端与电网连接，所述输出滤波器的输出端与测试母线连接。
[0007]本申请实施例提供的三相电网模拟装置，无需输入输出侧变压器即可实现对电网电压扰动特性的模拟，从而可用于风力发电机组、光伏电站、储能系统的电网适应性测试和故障电压穿越特性测试；系统构成简单、动态响应速度快、测试时效率高。
附图说明
[0008]图1为本申请实施例提供的三相电网模拟装置示意图；
[0009]图2为本申请实施例提供的软启动单元示意图；
[0010]图3为本申请实施例提供的一种H桥三相电网模拟装置示意图；
[0011]图4为本申请实施例提供的另一种H桥三相电网模拟装置示意图；
[0012]图5为本申请实施例提供的一种输出滤波器示意图；
[0013]图6为本申请实施例提供的另一种输出滤波器示意图。
[0014]本申请目的的实现、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
[0015]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0016]在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0017]如图1所示，本申请实施例提供一种三相电网模拟装置，包括依次连接的软启动单元10、输入侧多电平变换器20、输出侧多电平变换器30以及输出滤波器40；
[0018]所述软启动单元10的输入端与电网连接，所述输出滤波器40的输出端与测试母线连接。
[0019]在图1的示例中，所述软启动单元10包括第一开关K1、第二开关K2以及限流电阻R1；所述第一开关K1的一端与电网连接，所述第一开关K1的另一端与所述第二开关K2的一端连接；所述第二开关K2的另一端与所述输入侧多电平变换器20连接；所述限流电阻R1与所述第二开关K2并联连接。
[0020]需要说明的是，与图1的示例不同的是，在其他示例中，所述第二开关K2与所述限流电阻R1串联连接后再与所述第一开关K1并联连接，也是可行的。
[0021]还需要说明的是，每一相均可包括一软启动单元，请参考图2所示，所述软启动单元10包括第一开关K11～K13、第二开关K21～K23以及限流电阻R11～R13，其中一相的K11、K21以及R11的连接关系与图1相同，其它相的开关和限流电阻也是如此。
[0022]在图1的示例中，所述输入侧多电平变换器20包括第一功率模块阵列21和第二功率模块阵列24；
[0023]所述第一功率模块阵列21和所述第二功率模块阵列24均包括三组功率模块，每一组功率模块均包括多个串联连接的第一H桥功率模块(图中所示的模块)；
[0024]所述第一功率模块阵列21中一组功率模块的一端与所述第二功率模块阵列24中一组功率模块的一端连接，以形成交流输入端；从而三组功率模块形成三个交流输入端，三个交流输入端均可通过一软启动单元与电网连接；
[0025]所述第一功率模块阵列21中一组功率模块的另一端与所述第一功率模块阵列21中其它组功率模块的另一端连接，以形成第一直流输出端；
[0026]所述第二功率模块阵列24中一组功率模块的另一端与所述第二功率模块阵列24中其它组功率模块的另一端连接，以形成第二直流输出端。
[0027]进一步地，所述输入侧多电平变换器还包括第一电抗器22和第二电抗器23；
[0028]所述第一电抗器22设置在所述第一功率模块阵列21中一组功率模块的一端与所述交流输入端之间；所述第二电抗器23设置在所述第二功率模块阵列24中一组功率模块的一端与所述交流输入端之间。在图1的示例中，由三个第一电抗器22构造一组电抗器，三个第二电抗器23构造另一组电抗器。
[0029]在图1的示例中，所述输出侧多电平变换器30包括第三功率模块阵列31和第四功
率模块阵列34；
[0030]所述第三功率模块阵列31和所述第四功率模块阵列34均包括三组功率模块，每一组功率模块均包括多个串联连接的第二H桥功率模块；
[0031]所述第三功率模块阵列31中一组功率模块的一端与所述第四功率模块阵列34中一组功率模块的一端连接，以形成交流输出端；从而三组功率模块形成三个交流输出端；
[0032]所述第三功率模块阵列31中一组功率模块的另一端与所述第三功率模块阵列31中其它组功率模块的另一端连接，以形成第一直流输入端；该第一直流输入端与第一直流输出端连接；
[0033]所述第四功率模块阵列34中一组功率模块的另一端与所述第四功率模块阵列34中其它组功率模块的另一端连接，以形成第二直流输入端；该第二直流输入端与第二直流输出端连接。
[0034]进一步地，所述输出侧多电平变换器30还包括第三电抗器32和第四电抗器33；
[0035]所述第三电抗器32设置在所述第三功率模块阵列31中一组功率模块的一端与所述交流输出端之间；所述第四电抗器33设置在所述第四功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相电网模拟装置，其特征在于，包括依次连接的软启动单元、输入侧多电平变换器、输出侧多电平变换器以及输出滤波器；所述软启动单元的输入端与电网连接，所述输出滤波器的输出端与测试母线连接。2.根据权利要求1所述的三相电网模拟装置，其特征在于，所述软启动单元包括第一开关、第二开关以及限流电阻；所述第一开关的一端与电网连接，所述第一开关的另一端与所述第二开关的一端连接；所述第二开关的另一端与所述输入侧多电平变换器连接；所述限流电阻与所述第二开关并联连接；或者，所述第二开关与所述限流电阻串联连接后再与所述第一开关并联连接。3.根据权利要求1所述的三相电网模拟装置，其特征在于，所述输入侧多电平变换器包括第一功率模块阵列和第二功率模块阵列；所述第一功率模块阵列和所述第二功率模块阵列均包括三组功率模块，每一组功率模块均包括多个串联连接的第一H桥功率模块；所述第一功率模块阵列中一组功率模块的一端与所述第二功率模块阵列中一组功率模块的一端连接，以形成交流输入端；所述第一功率模块阵列中一组功率模块的另一端与所述第一功率模块阵列中其它组功率模块的另一端连接，以形成第一直流输出端；所述第二功率模块阵列中一组功率模块的另一端与所述第二功率模块阵列中其它组功率模块的另一端连接，以形成第二直流输出端。4.根据权利要求3所述的三相电网模拟装置，其特征在于，所述输入侧多电平变换器还包括第一电抗器和第二电抗器；所述第一电抗器设置在所述第一功率模块阵列中一组功率模块的一端与所述交流输入端之间；所述第二电抗器设置在所述第二功率模块阵列中一组功率模块的一端与所述交流输入端之间。5.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅松林，黄晓，周党生，陈志远，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：