一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的測試系統(tǒng)及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性交流輸配電技術(shù)，具體涉及一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的測試系統(tǒng)及其測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電能質(zhì)量控制技術(shù)的研宄具有巨大的經(jīng)濟和社會效益，是電力研宄領(lǐng)域中的一個熱點?，F(xiàn)代工業(yè)、商業(yè)和居民用電設(shè)備，如高性能辦公設(shè)備、精密實驗儀器、變頻調(diào)速設(shè)備、可編程邏輯控制器、各種自動生產(chǎn)線以及計算機系統(tǒng)等對電源特性變化敏感性呈逐年上升趨勢，對電能質(zhì)量的要求不斷提高。
[0003]目前研宄比較廣泛的電能質(zhì)量控制器主要有:無功功率補償裝置(SVC和STATCOM等)、有源電力濾波器(APF)、動態(tài)電壓恢復器(DVR)等。但這些裝置大都僅以并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入系統(tǒng)，只能解決部分電能質(zhì)量問題。隨著配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電力負荷成分的日趨復雜，各種電能質(zhì)量問題在同一配電系統(tǒng)中或在同一用電負荷中同時出現(xiàn)的情況也會越來越多。如果在同一配電母線上既有電壓敏感負荷又有非線性負荷和沖擊負荷，就需要同時安裝電壓補償裝置和電流補償裝置。若針對每一種電能質(zhì)量問題都單獨采取一種類型的治理裝置，將會大大增加治理成本，還會增加裝置運行維護的復雜程度，并且各裝置之間還存在著協(xié)調(diào)配合問題。
[0004]因此國際上已經(jīng)在研宄能夠解決多種電能質(zhì)量問題的的電力設(shè)備。美國電力科學研宄院(EPRI)學者N.G.Hingorani博士在1998年首先提出了 Custom Power技術(shù)，即用戶電力技術(shù)或定制電力技術(shù)的新概念及其新技術(shù)，又稱DFACTS (Distribut1n FlexibleAC Transmiss1n Systems)技術(shù)。1996年，日本學者Akagi在分析“有源電力濾波器新趨勢”一文中，首次提出了統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器(Unified Power Quality Condit1ner，簡稱“UPQC”)的概念，也稱統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器。UPQC集電壓補償裝置、電流補償裝置和儲能裝置于一體，可以實現(xiàn)多種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)功能，是電力技術(shù)中的新興裝置，具有很高的性價比。
[0005]UPQC作為功能強大的電能質(zhì)量綜合補償裝置，一般由并聯(lián)側(cè)和串聯(lián)側(cè)組成:并聯(lián)側(cè)并聯(lián)于線路上，可以實現(xiàn)對線路的無功補償和諧波補償，具有STATC0M、APF的功能；串聯(lián)側(cè)串聯(lián)于線路上，可以實現(xiàn)對線路的電壓補償，具有DVR、DUPS的功能。UPQC的串聯(lián)側(cè)、并聯(lián)側(cè)可解耦后獨立運行實現(xiàn)各自功能，也可聯(lián)合運行實現(xiàn)統(tǒng)一的綜合功能，但是卻沒有一個完整的測試方案來評價其性能的優(yōu)劣。
[0006]因此，需要提出了一種UPQC通用功能的測試系統(tǒng)，來實現(xiàn)對UPQC無功補償、電壓補償?shù)姆€(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能的測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括電流擾動發(fā)生裝置、電壓擾動發(fā)生裝置和電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，所述電流擾動發(fā)生裝置并聯(lián)接于所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的負載側(cè)；所述電壓擾動發(fā)生裝置的出線端連接至所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的進線端，所述進線端與系統(tǒng)電源相連接；所述電流擾動發(fā)生裝置和所述電壓擾動發(fā)生裝置的兩端分別與所述電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)相連接。
[0008]優(yōu)選地，所述電流擾動發(fā)生裝置為可變電流源，用于測試所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的無功補償和諧波補償性能。
[0009]優(yōu)選地，所述電流擾動發(fā)生裝置的電壓等級10kV，最大容量1MVA，電流最大諧波次數(shù)不小于17次，負載三相不平衡度O?50%可調(diào)，功率因數(shù)可超前、滯后且在O?I范圍連續(xù)可調(diào)。
[0010]優(yōu)選地，所述電壓擾動發(fā)生裝置為可變電壓源，用于測試所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的電壓補償性能。
[0011]優(yōu)選地，所述電壓擾動裝置的電壓等級為10kV，最大容量2MVA，電壓暫降下降深度為90 %?50 %的額定電壓且連續(xù)可調(diào)。
[0012]優(yōu)選地，所述電壓擾動裝置的電壓暫降持續(xù)時間為1ms?lmin，電壓暫降不平衡度為20%，電壓最大諧波次數(shù)不低于25次。
[0013]優(yōu)選地，所述電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)接收所述電流擾動發(fā)生裝置和所述電壓擾動發(fā)生裝置采集的系統(tǒng)電壓、負載電壓、系統(tǒng)電流及負載電流，用于實時監(jiān)測和分析所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的性能。
[0014]一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的測試方法，所述測試方法用的測試系統(tǒng)為上述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的測試系統(tǒng)，所述測試方法包括以下步驟:
[0015]SI，進行試驗接線，然后對統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的控制柜上電，設(shè)置控制參數(shù)和保護參數(shù)；
[0016]S2，統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器下發(fā)自檢命令；
[0017]S3，啟動統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的測試系統(tǒng)的電壓擾動發(fā)生裝置，配置參數(shù)使其工作在電壓零輸出狀態(tài)；
[0018]S4，啟動統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器測試系統(tǒng)的電流擾動發(fā)生裝置，配置參數(shù)使其工作于電流零輸出狀態(tài)；
[0019]S5，啟動統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器測試系統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，確認監(jiān)控系統(tǒng)可以實時監(jiān)控統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的運行狀態(tài)；
[0020]S6，啟動統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的測試系統(tǒng)的UPQC裝置，使UPQC裝置處于全功能投入狀態(tài)。
[0021]S7，測試所述電流擾動發(fā)生裝置輸出的各種功率因數(shù)的無功電流及諧波電流；
[0022]S8，測試所述電壓擾動發(fā)生裝置輸出的各種等級的暫降、暫升電壓以及諧波電壓；
[0023]S9，用所述電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)進行實時監(jiān)測與分析步驟S7和步驟S8中的數(shù)據(jù)；
[0024]S10，依次退出統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器、所述電流擾動發(fā)生裝置和所述電壓擾動發(fā)生
目.ο
[0025]優(yōu)選地，所述步驟S7的具體測試項為:
[0026]a)電流擾動裝置輸出感性0.55pu的三相對稱電流，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的容性無功電流穩(wěn)態(tài)補償特性；
[0027]b)電流擾動裝置輸出容性0.55pu的三相對稱電流，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的感性無功電流穩(wěn)態(tài)補償特性；
[0028]c)電流擾動裝置輸出的三相對稱電流從感性0.09pu階躍至容性0.91pu，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的無功電流暫態(tài)補償特性能，重點觀察其階躍響應特性是否滿足指標要求；
[0029]d)電流擾動裝置輸出容性1.09pu的三相對稱電流30分鐘，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的無功電流輸出連續(xù)過載能力；
[0030]e)電流擾動裝置輸出幅值分別為0.50pu、0.55pu、0.60pu的不對稱三相感性電流，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的容性無功電流穩(wěn)態(tài)補償特性；
[0031]f)電流擾動裝置輸出幅值分別為0.50pu、0.55pu、0.60pu的不對稱三相容性電流，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的感性無功電流穩(wěn)態(tài)補償特性；
[0032]g)電流擾動裝置在輸出的三相對稱無功電流的基礎(chǔ)上輸出5、7、11、13次諧波電流，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的諧波電流補償性能。
[0033]優(yōu)選地，所述步驟S8的具體測試項為:
[0034]a)電壓擾動裝置制造暫降幅度分別為0.1pu,0.3pu、0.5pu的三相電壓暫降，電壓暫降時間隨測試要求變化，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的電壓暫降補償特性；
[0035]b)電壓擾動裝置制造暫升幅度分別為0.1pu,0.3pu、0.5pu的三相電壓暫升，電壓暫升時間隨測試要求變化，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的電壓暫升補償特性；
[0036]c)電壓擾動裝置制造暫降幅度分別為0.1pu,0.3pu、0.5pu的單相電壓暫降，電壓暫降時間隨測試要求變化，測試統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的電壓暫降補償特性；
[0037]d)電壓擾動裝置制造暫升幅度分別為0.1pu,0.3pu、0.5pu的單相電壓暫升，電壓暫升時間隨測試要