可控电压质量扰动检测平台装置的原理研究及实现.pdf

第26卷第4期 电 力 科 学 与 工 程 Vol_26．No．4 33 2010年4月 ElectricPowerScienceandEngineefing Apr．，2010 可控电压质量扰动检测平台装置的原理研究及实现 赵国亮 ，杨 进 ，杨晓东。，赵小英 ，李奇睿 (1．中国电力科学研究院 电力电子所 北京 100192；2．华北电力大学 电气与电子工程学院，北京 102206) 摘要 ：介绍了可控 电压质量扰动检测平台装置的研究情况，重点研究了差异化配置无变压器接入系统的 拓扑结构和基于EtherCat的控制器设计，推导了基于功角控制的直流电压平衡策略公式，并通过低压模 型，验证了其有效性和可行性。 关键词：可控 电压质量扰动检测平台；差异化；Ethercat功角控制 中图分类号：TM714 文献标识码：A 列入其重大装备研制的项 目中，其中对可控 电压 0 引 言 扰动检测平台装置提出了以下指标。电压暂降范 围：下降深度90％～50％的额定电压，持续时间 随着现代科学技术的发展，一方面大量非线 10ms～1min。三相不平衡度：20％。电压谐波： 性负荷、大型冲击性用电设备等设备的投入恶化 最大谐波次数不小于25次。本文将对可控电压扰 了配电系统的电能质量，另一方面各种复杂、精 动检测平台装置的拓扑结构、控制策略和控制器 密、对电能质量敏感的用电设备不断增加…。而 等方面进行研究。 且，电能质量问题对 电网和用电系统造成的直接 危害和对人类生产和生活造成的损失也越来越大。 1 差异化无变压器接入的拓扑结构 某液晶加工厂仅2007年就因电压暂降和短时断电 造成的直接经济损失就高达4200多万元。因此， 韩国定制电力中心 (KCPP)研制了一台电压 为了有效解决这些电能质量问题，工程上提出了 暂升暂降和谐波发生装置 (SSHG)，其拓扑结构 定制 电力技术概念 j，与此相关的SSTS，DVR， 如图 1所示 。 UPQC，APF，DSTATCOM等装置在 国内外陆续投 运，并取得了良好效果。但与其相配套的试验能 力建设研究还较少，仅有韩国和美国等国家具备 相关实验设备，而国内仅有华北电力大学等高校 进行了低压模型的研制，因此，国内缺乏相应的 检测试验手段，尤其是在高压大容量方面。一方 面，造成定制电力设备的性能难以验证，严重影响 了用户对定制电力设备的信心；另一方面，目前， 国内缺乏各类生产设备对 电能质量的耐受能力方面 图1 SSHG拓扑结构示意图 的评测数据和评测手段，从而导致用户很难对定制 Fig．1 TopologicalstructureofSSHG 电力设备的性能参数提出明确需求。这些因素都严 该拓扑结构采用变压器接人系统，采用大容 重影响了定制电力技术在我国的推广应用。 量模块并联，避免了模块级联，并实现了模块与 基于上述情况，国家科技部 “十一五”科技 支撑计划，将 10kV复合电能质量控制器的研制 系统之间的隔离，增强了装置的可靠性，但是由 收稿 日期 ：2009—12—31。 作者简介：赵国亮 (1978一)，男，博士研究生，主要研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用 ，E-mail：z~iang@ epfi．ac．cno 电 力 科 学 与 工 程 于变压器铁心磁通不能突变和漏抗限制，频率较