[发明专利]基于模块化可编程电网线路阻抗模拟装置及其控制方法

说明书

本发明公开了基于模块化可编程电网线路阻抗模拟装置及其控制方法，多个并联的线路阻抗模拟单元，各线路阻抗模拟单元输出端通过分支断路器并联在一起，接入不同检测设备的输入端，模拟模拟实验所需的线路阻抗及电压，实现对线路阻抗电压跌落的模拟试验。本发明用于模拟复杂用电环境下的线路阻抗压降，根据实际工作电流模拟出相应的电压跌落情况，达到模拟线路阻抗的目的。为设备检测和科学研究提供真实的智能化的供电系统模拟环境。

技术领域

本发明属于电网线路阻抗特性模拟装置领域，尤其涉及基于模块化可编程电网线路阻抗模拟装置及其控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着电力系统对供电质量的要求越来越严格，解决电网末端电压电能质量问题的设备大量出现，同时供电线路末端电压变化对用电设备的影响研究属于技术热点。在设备检测及科学研究时，由于实验环境受限，进行电力系统动态模拟试验时，不可能实际去架设各种规格及长度的供电线路，因而需要一种电网线路阻抗模拟装置来实现真实的供电系统环境。

发明人在研究中发现，目前，常见的电网线路阻抗模拟装置存在四个方面的不足：

首先，线路始端电压无法设定，均为理想电力系统中的三相对称电压，而在实际供电环境中，三相电压不论是幅值还是相角都存在偏差。

其次，线路阻抗值不契合实际，多以纯电阻型式计量，且设定值无参考，不能真实的反映供电线路情况。

再次，电网线路阻抗模拟装置的模拟负载多为阻性负载，而实际的用电负荷种类繁多，模拟负载的单一性直接影响了电网线路阻抗模拟的真实性和准确性。

最后，常见的电网线路阻抗模拟装置结构复杂，无模块化设计，无法快速扩容及简便维护。

综上所述，已有的电网线路阻抗模拟装置在结构上缺少灵活性，且线路阻抗模拟结果比较单一，不能真实的模拟出复杂用电环境下的线路阻抗压降，因而不能为设备检测和科学研究提供真实的供电系统环境。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了基于模块化可编程电网线路阻抗模拟装置，根据实验所需的线路参数，通过可编程负载提供线路电流，模拟实验所需的线路阻抗及电压，为进行电能质量治理设备检测及末端电压变化对低压用电设备影响研究，提供真实的供电系统环境。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

基于模块化可编程电网线路阻抗模拟装置，包括：

多个并联的线路阻抗模拟单元，各线路阻抗模拟单元输出端通过分支断路器并联在一起，接入不同检测设备的输入端，模拟实验所需的线路阻抗及电压，实现对线路阻抗电压跌落的模拟试验。

进一步的技术方案，每组阻抗模拟单元均包括隔离式PWM整流单元和PWM逆变的两级变换单元，在隔离式PWM整流单元的整流侧和PWM逆变的两级变换单元的交流侧均连接有RC高频滤波吸收电路，每组阻抗模拟单元的直流母线由各组的隔离式PWM整流单元分别控制。

进一步的技术方案，隔离式PWM整流单元采用PWM整流方式将交流电压转换成可控的直流电压；隔离式PWM整流单元与模拟逆变器的直流母线串联，直流母线采用支撑电容两个串联进行能量交换，直流母线电压由直流母线支撑的储能电容器维持，其串联中点为各组模拟逆变器的中线N，直流母线正负与模拟逆变器组件直流输入连接。

进一步的技术方案，还包括主控单元、控制界面单元；

所述主控单元接收控制界面单元下发的指令信息，模拟阻性、感性及阻感性阻抗，将需要模拟的线缆库参数通过控制界面单元下发指令信号至主控单元；