[发明专利]带有线路阻抗模拟功能的电网模拟器及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电能质量分析和控制领域，涉及一种带有线路阻抗模拟功能的电网模拟器及控制方法，在分布式发电研究中，为系统提供真实的电网环境的发生装置。

背景技术

电网提供的电压为低谐波的标准正弦电压，电网故障具有偶然性和不可控性，在分布式发电的研究以及系统测试时，仅通过电网本身无法模拟出各种故障状态。因此，需要通过一些专门的设备来模拟电网的故障情况。

目前，电网模拟器的研究已经成为分布式发电研究的热点问题，如实用新型专利文献《一种电网模拟器》(公开号CN202818122U)和《一种全能量回馈型电网模拟器》(公开号CN 203911496U)，其中：

中国实用新型专利说明书CN202818122U于2013年3月20日公开的《一种电网模拟器》，这种电网模拟器能输出三相独立可调，有谐波、可做低电压穿越实验的交流电源；

中国实用新型专利说明书CN203911496U于2014年10月29日公开的《一种全能量回馈型电网模拟器》，该实用新型可以实现电网电压渐变、零电压穿越、频率渐变、过(欠)压、过(欠)频等功能的模拟，可以满足光伏逆变器各种电气性能测试及电网故障模拟。

纵观现有相关电网模拟器授权专利，没有任何电网模拟器包含线路阻抗模拟功能，仅仅是从理想电源的角度对电网进行模拟，其存在的技术问题如下：

1、实际的电网并非理想电源，不带有线路阻抗模拟功能的电网模拟器无法真实地反映系统的实际情况；

2、通常电网和负载之间会有一定的传输线路，不带有线路阻抗模拟功能的电网模拟器无法体现出线路阻抗对电网的影响。

发明内容

本发明提出的一种带有线路阻抗模拟功能的电网模拟器及控制方法，可以根据实际所需模拟的线路阻抗，通过对负载电流进行反馈调节的方式实现线路阻抗模拟的功能，弥补了现有电网模拟器功能上的不足，具有创新性和实际应用价值。

本发明的目的是这样实现的。

本发明提供了一种带有线路阻抗模拟功能的电网模拟器，包括直流电源、三电平PWM逆变器、滤波器、负载以及控制电路；所述控制电路包括：三相电流检测装置、三相线路阻抗压降计算模块、三相理想电压源、三个加法器和PWM控制信号发生模块；

所述直流电源输出端与所述三电平PWM逆变器输入端连接；

所述三电平PWM逆变器三相输出端与所述滤波器三相输入端一一对应相连，所述滤波器三相输出端与负载相连，分别输出电压u_a,u_b和u_c，输出电流i_a,i_b和i_c；

所述三相电流检测装置的三相输入端分别与所述滤波器三相输出端一一对应相连，三相电流检测装置的三相输出端与所述三相线路阻抗压降计算模块的三相输入端一一对应相连；

所述三个加法器之间为并联，每个加法器第一输入端接所述三相理想电压源的对应相，第二输入端接所述三相线路阻抗压降计算模块对应相输出端，输出端接所述PWM控制信号发生模块对应相输入端；

所述PWM控制信号发生模块的输出端接所述三电平PWM逆变器中功率开关管的控制端对应相连。

本发明还提供了一种带有线路阻抗模拟功能的电网模拟器的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，用三相电流检测装置检测滤波器，得到滤波器输出电流i_a,i_b和i_c；

步骤2，用三相线路阻抗压降计算模块计算所需模拟的三相线路阻抗压降Δu_a，Δu_b，Δu_c，即：

Δu_a＝i_a*Z_a

Δu_b＝i_b*Z_b

Δu_c＝i_c*Z_c

其中，Z_a，Z_b和Z_c为所需模拟的三相线路阻抗，Z_a，Z_b和Z_c的数值为设定值；