一种多功能电能质量控制实验平台的制作方法

本实用新型涉及电能质量控制技术领域，尤其涉及一种多功能电能质量控制实验平台。

背景技术：

随着科技进步，工业生产设备对电能质量要求越来越高，使电能质量问题越来越受到人们的重视。电能质量控制分为串联型控制、并联型控制及串并联型控制等几类，串联型控制主要实现对电压跌落的控制、并联型控制主要实现对无功补偿和谐波的控制，串并联控制用以实现对电能质量的综合控制，包括电压跌落、无功控制和谐波等。

为开展针对电能质量控制实验目前主要的技术手段是仿真，目前的仿真软件包括pscad、matlab、psim等，但仿真分析应首先开展的低压模拟工作，需要建立针对电能质量综合控制的低压实验平台。目前现有市场上的电能质量综合控制的低压试验平台多为单功能实验平台，如串联型控制平台或者并联型控制平台，所以目前市场上急需一种能进行可以模拟串联型控制装置、并联型控制装置及串并联型控制的综合实验平台。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种多功能电能质量控制实验平台，通过基于电能控制的模块组合，相比较于现有的仿真分析手段，其实验结果更真实，并且具有模拟串联型控制装置、并联型控制装置及串并联型控制装置的综合性能。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种多功能电能质量控制实验平台，包括电源模块、整流模块、储能模块、补偿模块、综合输出模块、负载模块、旁路模块和控制模块组成。所述电流模块与整流模块、旁路模块和控制模块相连接，所述整流模块与储能模块、补偿模块、综合输出模块相连，所述补偿模块通过直流补偿方式模拟电网电压跌落补偿，综合输出模块以变压器耦合方式与主供电线路相连，控制模块的控制指令信号输出至整流模块、补偿模块和旁路模块。

进一步，一种多功能电能质量控制实验平台主要分为两个部分，一部分是实验平台的电网电压，通过接入单相220v交流电经0-250v单相连续可调的有载调压器接出；另一部分直接从室电220v引出，作为二次控制模块、散热模块、表计的工作电源。

进一步，所述整流模块以单相不可控整流代替pwm型整流提供稳定的直流侧电压。二极管单相整流桥采用b240s-mtd250a型整流桥，进出端采用铜排式端子，配铝合金式金属散热器同时加装两只垂直安装的220v风机。

进一步，所述储能模块采用epcos公司生产的10000uf/450v电解电容，作为单相不可控整流模块后的储能平波电容，同时配一个10kω/100w的直流电阻，作为能量泄放电阻。

进一步，所述补偿模块采用单相pwm型h桥进行补偿补偿，igbt模块选用德国英飞凌公司生产的ff450r12me4半桥模块，耐压1200v，电流为450a，igbt驱动模块采用配套型驱动2sp0115t2a0-12-ff450r12me4，配1.2ω和1.8ω门极电阻。在igbt模块直流侧同时安装epcos公司生产的1uf/1200v型无感吸收电容。igbt散热器采用风冷型热管散热器对igbt模块进行散热。

进一步，所述综合输出模块包含了串联型变压器、滤波电感和双向可控硅scr。双向可控硅采用两个mtc600a/12e型可控硅反并联实现，并且在双向可控硅支路上安装0.1mh小电感，防止在控制失败下造成igbt输出电流通过双向可控硅形成通路。

进一步，所述负载模块采用两个并联电阻作为负载，正常情况下负载为一组。

进一步，把补偿模块闭锁后，该实验平台就是一个模拟并联型控制的实验装置。同样把整流模块闭锁后，该实验平台就是一个模拟串联型控制的实验装置。当把旁路模块闭锁或断开后，该实验平台就是一个模拟串并联型控制的实验装置。

本实用新型的一种多功能电能质量控制实验平台通过基于电能控制的模块组合，相比较于现有的仿真分析手段，其实验结果更真实，并且具有模拟串联型控制装置、并联型控制装置及串并联型控制装置的综合性能。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的组成结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1-图2所示，一种多功能电能质量控制实验平台，包括电源模块、整流模块、储能模块、补偿模块、综合输出模块、负载模块、旁路模块和控制模块组成。电流模块与整流模块、旁路模块和控制模块相连接，整流模块与储能模块、补偿模块、综合输出模块相连，补偿模块通过直流补偿方式模拟电网电压跌落补偿，综合输出模块以变压器耦合方式与主供电线路相连，控制模块的控制指令信号输出至整流模块、补偿模块和旁路模块。

本实施例中，一种多功能电能质量控制实验平台主要分为两个部分，一部分是实验平台的电网电压，通过接入单相220v交流电经0-250v单相连续可调的有载调压器接出；另一部分直接从室电220v引出，作为二次控制模块、散热模块、表计的工作电源。

本实施例中，整流模块以单相不可控整流代替pwm型整流提供稳定的直流侧电压。二极管单相整流桥采用b240s-mtd250a型整流桥，进出端采用铜排式端子，配铝合金式金属散热器同时垂直加装有两只220v风机。

本实施例中，储能模块采用epcos公司生产的10000uf/450v电解电容，作为单相不可控整流模块后的储能平波电容，同时配一个10kω/100w的直流电阻，作为能量泄放电阻。

本实施例中，补偿模块采用单相pwm型h桥进行补偿补偿，igbt模块选用德国英飞凌公司生产的ff450r12me4半桥模块，耐压1200v，电流为450a，igbt驱动模块采用配套型驱动2sp0115t2a0-12-ff450r12me4，配1.2ω和1.8ω门极电阻。在igbt模块直流侧同时安装epcos公司生产的1uf/1200v型无感吸收电容。igbt散热器采用风冷型热管散热器对igbt模块进行散热。

本实施例中，综合输出模块包含了串联型变压器、输出滤波电感和双向可控硅scr。双向可控硅采用两个mtc600a/12e型可控硅反并联实现，并且在双向可控硅支路上安装0.1mh小电感，防止在控制失败下造成igbt输出电流通过双向可控硅形成通路。

本实施例中，负载模块采用两个并联电阻作为负载，正常情况下负载为一组。

本实施例中，把补偿模块闭锁后，该实验平台就是一个模拟并联型控制的实验装置。同样把整流模块闭锁后，该实验平台就是一个模拟串联型控制的实验装置。当把旁路模块闭锁或断开后，该实验平台就是一个模拟串并联型控制的实验装置。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征：

1.一种多功能电能质量控制实验平台，其特征在于：包括电源模块、整流模块、储能模块、补偿模块、综合输出模块、负载模块、旁路模块和控制模块，所述电源模块的输出端分别与控制模块、整流模块和旁路模块的输入端连接，所述控制模块分别与整流模块、旁路模块和补偿模块的输入端连接，所述整流模块的输出端与储能模块的输入端连接，所述储能模块的输出端与补偿模块的输入端连接，所述补偿模块的输出端与综合输出模块的输入端连接，所述综合输出模块与旁路模块的输出端均与负载模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能电能质量控制实验平台，其特征在于：所述整流模块采用的是单相不可控整流电路，所述整流模块内的二极管单相整流桥采用b240s-mtd250a型整流桥，进出端采用铜排端子，配金属散热器并且安装有两只220v风机。

3.如权利要求1所述的一种多功能电能质量控制实验平台，其特征在于：所述储能模块采用10000uf/450v电解电容，同时配设有一个10kω/100w的直流电阻。

4.根据权利要求1所述的一种多功能电能质量控制实验平台，其特征在于：所述补偿模块采用单相pwm型h桥进行补偿。

5.根据权利要求1所述的一种多功能电能质量控制实验平台，其特征在于：所述综合输出模块包含串联型变压器、滤波电感和双向可控硅scr。

6.如权利要求1所述的一种多功能电能质量控制实验平台，其特征在于：所述负载模块采用两个并联电阻作为负载。

7.如权利要求1所述的一种多功能电能质量控制实验平台，其特征在于：将补偿模块闭锁，本实验平台就成为一个模拟并联型控制的实验装置，将整流模块闭锁，本实验平台成为一个模拟串联型控制的实验装置，将旁路模块闭锁或断开后，本实验平台成为一个模拟串并联型控制的实验装置。

技术总结
本实用新型涉及电能质量控制技术领域，尤其涉及一种多功能电能质量控制实验平台，包括电源模块、整流模块、储能模块、补偿模块、综合输出模块、负载模块、旁路模块和控制模块。所述电源模块的输出端分别与控制模块、整流模块和旁路模块的输入端连接，所述控制模块分别与整流模块、旁路模块和补偿模块的输入端连接，所述整流模块的输出端与储能模块的输入端连接，所述储能模块的输出端与补偿模块的输入端连接，所述补偿模块的输出端与综合输出模块的输入端连接。本实用新型基于电能控制的模块组合，相比较于现有的仿真分析手段，其实验结果更真实，并且具有模拟串联型控制装置、并联型控制装置及串并联型控制装置的性能。

技术研发人员：郭成;覃日升
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2020.03.19
技术公布日：2020.08.28