廣東電網(wǎng)有限責任公司電力科學(xué)研究院、中國科學(xué)院電工研究所的研究人員劉正富、馬明、徐柏榆、霍群海，在2017年《電工技術(shù)學(xué)報》增刊1上撰文，針對現(xiàn)有各種電能質(zhì)量治理設(shè)備缺乏規(guī)范的考核方案,復(fù)雜實驗環(huán)境難以模擬構(gòu)建等問題,基于先進的電力電子技術(shù)和數(shù)字仿真技術(shù),提出一種串并聯(lián)電能質(zhì)量治理設(shè)備綜合測試方案,可以實現(xiàn)一套方案同時完成中低壓串并聯(lián)多種D-FACTS電能質(zhì)量治理設(shè)備的多種功能和性能測試。
方案通過網(wǎng)-源-荷-開關(guān)-被測設(shè)備位置的合理配置,采用實物連接和等效測試相結(jié)合的方法,既可以測試電能質(zhì)量設(shè)備本身的各種電氣功能參數(shù),還可以綜合衡量電能質(zhì)量設(shè)備在電力系統(tǒng)環(huán)境運行時的運行功能和各項性能指標。實驗結(jié)果表明,所提測試方案有效可行。
電力電子技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用顯著提高了電力系統(tǒng)的控制和管理能力，作為FACTS技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用延伸，定制電力技術(shù)，也稱配電靈活交流輸電系統(tǒng)（Distribution-Flexible AC Trans- mission System，D-FACTS）可以增強配電系統(tǒng)可控性及靈活性，成為近年來的研究熱點。
近年來，隨著風力發(fā)電、光伏并網(wǎng)等各種新能源分布式發(fā)電大量接入電網(wǎng)，同時工業(yè)用途的各種變頻設(shè)備和非線性負載使用不斷增加，造成公用電網(wǎng)電能質(zhì)量不斷惡化。而工業(yè)用戶對電壓敏感的設(shè)備不斷增多，因此業(yè)界對電能質(zhì)量治理設(shè)備功能提出了更高的要求，對電能質(zhì)量問題進行檢測、定位以及分類治理勢在必行。
目前，無源/有源電力濾波器[1-5]、靜態(tài)和動態(tài)無功補償設(shè)備[6-9]、各種電能質(zhì)量改善設(shè)備D-FACTS[10,11]在工業(yè)供電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)中已有較廣泛的使用。但是，對這些設(shè)備還缺乏有效可行的考核、實驗方法。諧波、不平衡度、電壓閃變、電壓暫升/暫降等電能質(zhì)量問題復(fù)雜性決定了其實驗方法的多樣性，構(gòu)建如此復(fù)雜滿足多種用途需要的實驗電源存在一定困難[12,13]。因此，開展串并聯(lián)D-FACTS測試方案研究具有一定實用意義。
根據(jù)國家相關(guān)標準，電能質(zhì)量設(shè)備的考核內(nèi)容不僅包括測試電能質(zhì)量設(shè)備本身固有的各種電氣參數(shù)和性能，而且包括在電力系統(tǒng)環(huán)境運行時綜合衡量電能質(zhì)量設(shè)備的運行功能和各項性能指標[14,15]。
目前國內(nèi)電能質(zhì)量治理設(shè)備測試平臺和相關(guān)試驗技術(shù)規(guī)范還不完善，在電能質(zhì)量治理設(shè)備控制器性能評估、敏感負荷對于電能質(zhì)量的抗擾度和兼容性等方面還有待開展深入的研究。
本文提出一種串并聯(lián)D-FACTS電能質(zhì)量治理設(shè)備測試方案，能夠?qū)崿F(xiàn)中低壓串聯(lián)補償設(shè)備和并聯(lián)補償設(shè)備的綜合測試。闡述了測試方案的結(jié)構(gòu)，對測試方案中關(guān)鍵“源”設(shè)備10kV電力擾動發(fā)生器的工作原理進行了分析。被測設(shè)備部分性能指標在實際環(huán)境中測試，部分指標采用等效電路方式考核?；诘蛪弘娔苜|(zhì)量治理設(shè)備測試系統(tǒng)搭建了物理實物平臺，進行了實驗驗證。
結(jié)論
本文提出一種能夠?qū)χ械蛪捍⒙?lián)D-FACTS設(shè)備進行綜合電能質(zhì)量問題測試的方案。闡述了測試方案的結(jié)構(gòu)組成，并對測試方案中關(guān)鍵“源”設(shè)備10kV電力擾動發(fā)生器的工作原理進行了詳細分析。提出的測試方案中，通過網(wǎng)-源-荷-開關(guān)-被測設(shè)備位置合理配置，可以實現(xiàn)一套方案同時完成中低壓串并聯(lián)多種D-FACTS電能質(zhì)量治理設(shè)備的多種功能和性能測試，且線路連接簡潔，被測設(shè)備接口清晰。
論文后續(xù)計劃開展10kV電力擾動發(fā)生器裝備研制工作。電力擾動發(fā)生器研制的主要難點有以下幾個方面：主電路拓撲選擇，主電路及控制電路參數(shù)設(shè)計，復(fù)雜工況下的精準鎖相環(huán)技術(shù)，高精度的控制策略，快速靈敏的保護策略等。
本文研究以期為電能質(zhì)量治理設(shè)備的性能測試與評估、敏感負荷電能質(zhì)量耐受能力評測與電能質(zhì)量治理設(shè)備性能參數(shù)需求的獲取提供有力手段，為今后電網(wǎng)公司電能質(zhì)量治理設(shè)備的入網(wǎng)檢測工作制定相應(yīng)的試驗技術(shù)標準與規(guī)范提供技術(shù)支持。
