一種電壓擾動模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電壓擾動模擬方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)統(tǒng)計，90%以上的電能質(zhì)量問題是由電壓暫降(VoltageSag)和電壓暫升(Voltage Swell)造成，其中電壓暫降為主要事故原因。危害性較大的電壓暫降主要是系統(tǒng)短路故障引起的，它傳播距離遠(yuǎn)、跌落幅值大。在電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障、兩相短路故障和單相接地短路故障時，短時的電壓擾動(暫升或暫降)嚴(yán)重影響計算機(jī)、交流接觸器、可編程邏輯控制器(PLC)、變頻調(diào)速裝置等典型敏感設(shè)備的安全運(yùn)行，這些敏感負(fù)荷的故障給工廠帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失巨大。故而，測試用電系統(tǒng)在電壓擾動發(fā)生時的穿越能力，是對電網(wǎng)工作穩(wěn)定性進(jìn)行提前預(yù)測的一種重要手段。
[0003]目前市場上的很多設(shè)備都只具有模擬電壓部分電壓故障的能力，如階梯式電壓暫升、電壓暫降等。按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大致歸為三類，即阻抗式、變壓器式和電力電子變換式。相對于阻抗式、變壓器式的方式，電力電子變換式在直流側(cè)設(shè)置升壓電路，在同樣輸出容量情況下占用體積小，電壓在量程范圍內(nèi)可實現(xiàn)無級高精度變化，電壓由穩(wěn)態(tài)至?xí)簯B(tài)切換時間可達(dá)到微秒級，相對于采用可控整流電路和逆變電路組成的發(fā)生器來說，本設(shè)計中整流電路采用不可控整流和BOOST升壓電路，控制算法簡單，發(fā)熱量低，且不可控整流電路的硬件成本低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種電壓擾動模擬方法。
[0005]本發(fā)明提出的一種電壓擾動模擬方法，包括以下步驟:
[0006]S1、預(yù)設(shè)故障模擬指令，故障模擬指令包括故障電壓擾動特征值、電壓擾動持續(xù)時間和電壓擾動類型；
[0007]S2、根據(jù)故障模擬指令生成電壓擾動原始模型；
[0008]S3、對待測電網(wǎng)的電壓進(jìn)行采樣，并判斷待測電網(wǎng)的當(dāng)前電壓狀態(tài)；
[0009]S4、根據(jù)待測電網(wǎng)的當(dāng)前電壓狀態(tài)對電壓擾動原始模型進(jìn)行調(diào)整，生成電壓擾動目標(biāo)模型；
[0010]S5、將電壓擾動目標(biāo)模型轉(zhuǎn)換成電壓擾動信號，并根據(jù)電壓擾動信號在待測電網(wǎng)中產(chǎn)生擾動電壓。
[0011 ] S6、對擾動電壓進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果和預(yù)設(shè)的目標(biāo)值進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果修正電壓擾動目標(biāo)模型。
[0012]優(yōu)選地，步驟S2具體為:預(yù)設(shè)有abc-dqO坐標(biāo)變換模型，將故障模擬指令對應(yīng)的電壓向量特征值導(dǎo)入abc三相靜態(tài)坐標(biāo)，然后通過abc-dqO坐標(biāo)變換，在dqO同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下完成復(fù)合運(yùn)算，生成電壓擾動原始模型。
[0013]優(yōu)選地，步驟S5具體為:預(yù)設(shè)dqO-abc坐標(biāo)變換模型，并可經(jīng)dqO-abc坐標(biāo)變換將電壓擾動目標(biāo)模型轉(zhuǎn)換成電壓擾動信號，然后根據(jù)電壓擾動信號逆變產(chǎn)生電壓擾動波形。
[0014]優(yōu)選地，電壓擾動信號為空間矢量脈寬調(diào)制信號。
[0015]優(yōu)選地，步驟S3具體為:采集待測電網(wǎng)的電壓幅度及相位、有功、無功，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對待測電網(wǎng)的當(dāng)前電壓狀態(tài)進(jìn)行判斷。
[0016]優(yōu)選地，步驟SI中的電壓擾動類型包括三相短路故障引起的三相對稱電壓擾動、單相接地短路故障引起的不對稱電壓擾動、兩相相間短路故障引起的不對稱電壓擾動，以及兩相接地短路故障引起的不對稱電壓暫降。
[0017]優(yōu)選地，步驟SI中的故障電壓擾動特征值包括擾動深度和起止相位。
[0018]本發(fā)明提供的電壓擾動模擬方法，可根據(jù)待測電網(wǎng)當(dāng)前電壓狀態(tài)對預(yù)設(shè)的電壓擾動模擬形式進(jìn)行調(diào)整，從而可使得調(diào)整后的電壓擾動目標(biāo)模型更加貼合待測電網(wǎng)的狀態(tài)，使得電壓擾動的模擬更加精確并理想化。本發(fā)明還根據(jù)電壓擾動的采樣結(jié)果對電壓擾動目標(biāo)模型的實時修正，有利于提高電壓擾動模擬的精確性。
[0019]本發(fā)明可模擬單相、兩相及三相電壓暫升和暫降，且電壓暫升和暫降的持續(xù)時間、深度、起止相位和類型均可調(diào)，具有操作簡單、可靠性高、實時性好等特點，適用于火電機(jī)組一類輔機(jī)的(給煤機(jī)、給粉機(jī)、空氣過濾器等)變頻調(diào)速系統(tǒng)高低電壓穿越試驗及其他電氣、電子產(chǎn)品在電網(wǎng)電壓故障情況下的性能測試和研究。
[0020]通過本發(fā)明提供的電壓擾動模擬方法可模擬電壓擾動的發(fā)生，并測試各系統(tǒng)在電壓擾動發(fā)生時的工作狀態(tài)，提前做好措施預(yù)防事故的發(fā)生。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明提出的一種電壓擾動模擬方法流程圖；
[0022]圖2為電壓擾動類型向量示意圖。
【具體實施方式】
[0023]參照圖1，本發(fā)明提出的一種電壓擾動模擬方法，包括以下步驟:
[0024]S1、預(yù)設(shè)故障模擬指令，故障模擬指令包括故障電壓擾動特征值、電壓擾動持續(xù)時間和電壓擾動類型。電壓擾動類型包括三相短路故障引起的三相對稱電壓擾動、單相接地短路故障引起的不對稱電壓擾動、兩相相間短路故障引起的不對稱電壓擾動，以及兩相接地短路故障引起的不對稱電壓暫降。故障電壓擾動特征值包括擾動深度和起止相位。
[0025]S2、根據(jù)故障模擬指令生成電壓擾動原始模型。具體地，預(yù)設(shè)有abc-dqO坐標(biāo)變換模型，將故障模擬指令對應(yīng)的電壓向量特征值導(dǎo)入abc三相靜態(tài)坐標(biāo)，然后通過abc-dqO坐標(biāo)變換，在dqO同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下完成復(fù)合運(yùn)算，生成電壓擾動原始模型。
[0026]S3、對待測電網(wǎng)的電壓進(jìn)行采樣，具體可采集待測電網(wǎng)的電壓幅度及相位、有功、無功，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對待測電網(wǎng)的當(dāng)前電壓狀態(tài)進(jìn)行判斷。
[0027]S4、根據(jù)待測電網(wǎng)的當(dāng)前電壓狀態(tài)對電壓擾動原始模型進(jìn)行調(diào)整，生成電壓擾動目標(biāo)模型；
[0028]S5、預(yù)設(shè)有dqO-abc坐標(biāo)變換模型，經(jīng)dqO-abc坐標(biāo)變換將電壓擾動目標(biāo)模型轉(zhuǎn)換成電壓擾動信號，并根據(jù)電壓擾動信號在待測電網(wǎng)中逆變產(chǎn)生擾動電壓波形。電壓擾動信號為空間矢量脈寬調(diào)制信號(SVPffM)。
[0029]S6、對擾動電壓進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果和預(yù)設(shè)的目標(biāo)值進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果修正電壓擾動目標(biāo)模型。通過對電壓擾動目標(biāo)模型的實時修正，有利于提高電壓擾動模擬的精確性。
[0030]以下結(jié)合一種具體的系統(tǒng)對以上方法做進(jìn)一步說明。
[0031]該系統(tǒng)包括:輸入模塊、采樣模塊、擾動模型運(yùn)算模塊、擾動信號生成模塊和執(zhí)行模塊。
[0032]輸入模塊用于輸入故障模擬指令，故障模擬指令包括故障電壓擾動特征值、電壓擾動持續(xù)時間和電壓擾動類型。故