非线性动态负荷确定性特性分析及动态电流控制单元设计

• 作 者: 李久辉
• 出 处: 北京化工大学
• 发表日期: 2017年01期
• 关键词: 非线性负荷 特性分析 特征量 智能电能表 动态误差

智能电网中非线性动态负荷的存在会使电网中产生冲击功率、谐波电流、电压偏差和三相不平衡等问题,影响智能电能表的电能计量准确性。动态负荷特性对于电能表计量的影响与电能表计量误差测试引起相关研究人员的关注。本文首先介绍了非线性动态负荷特性分析与电能表动态特性测试的发展与研究现状,阐述了动态负荷确定性特性分析及研究动态电流控制单元的重要性。其次,确定了分布式光伏电源、电弧炉、电气化铁路和轧钢机等等典型非线性动态负荷,现场采集了负荷的瞬时电压、电流信号。综合电力负荷的电能质量指标与功率特性,确定了典型非线性动态负荷的确定性特征量;根据动态负荷特征量的定义与数学描述,应用分段FFT余弦窗插值等方法,用于分布式光伏电源、电弧炉、电气化铁路和轧钢机现场负荷数据的分析,得出非线性动态负荷确定性特性分析结论,确定了主要与次要的确定性特征量。再次,基于可控硅设计了动态电流控制单元。应用可控硅实现了幅值快速变化的动态电流的产生,输出至电能表用于动态测试,在通周期内有效值最大达20A,从而更完善的测试和了解被测电能表的动态特性;可控硅控制信号为通断比可调的方波信号,使动态电流具有暂态、短时和长时模式。最后,应用动态电流控制单元和多只电能表搭建了测试系统。测试结果表明动态电流控制单元输出动态电流波形完整、导通延时很小,能够产生用于电能表动态特性测试的动态电流。