该项目主要研制能安全、精确、有效的模拟电压暂降、暂升、谐波、波动、闪变、三相不平衡、中断等电能质量问题的智能化电能质量问题模拟电源,研制能有效分析电能质量问题的测试系统,研究独立电能质量问题模拟电源、电气隔离结构、H桥级联的多电平逆变器、电能质量问题分析集成软件、完善的故障诊断与保护、强电磁环境下多通道高速数据采集与处理等多项关键技术,从而为电网电能质量监测、评估与改善,用户用电设备、电厂辅机设备、敏感负荷等电力系统的抗扰动性能检测与评估、电压扰动补偿与治理设备的有效性检验等搭建必要的基础系统平台,并为电能质量问题的检测、分析及控制研究,为改善甚至解决电能质量对用电用户的影响,提供可靠的实验装置。
该项目的创新之处包括:(1) 采用独立的电能质量问题模拟电源技术来研制动态范围更大、可模拟所有类型电能质量问题且不受当地电网电能质量影响的电压扰动发生装置;(2) 采用电气隔离结构、拓扑结构优化的主电路设计与H桥级联多电平逆变器,来研制电能质量问题模拟电源,以保障模拟电源与测试设备的安全性,减小模拟电源的输出纹波,提高输出效率;(3) 采用优化的电能质量问题模拟电源输出信号调控策略,以及三相电压扰动指令的动态高效合成算法,以智能高效高精度实现电能质量问题模拟波形输出;(4) 采用集电能质量问题参数分类设置与传输、信号采集与计算分析、系统运行控制与状态监测于一体的可视化操作GUI集成软件,以丰富系统功能、提升系统效率、拓宽系统的应用范围;(5) 采用完善的电能质量问题模拟电源故障诊断与保护机制,以及时发现系统问题及潜在的危险,保障模拟电源与测试设备的安全;(6) 强电磁干扰环境下,多通道高速数据采集与处理技术的研究与应用。
该项目研制的电能质量问题模拟电源及测试系统可模拟电网电压的暂降、暂升、谐波、欠电压、过电压、电压波动和闪变、电压不平衡等质量问题,并可进行有效的信号监测、数据采集与分析。该系统可应用于模拟并分析风电并网、光伏发电等可再生能源接入电网给电网安全稳定运行与电能质量控制带来的问题与挑战;可应用于电网用户用电侧日常生活家电、工农业电力设备、通信设备等电能质量问题分析及抗电压扰动能力评估;可用于电压扰动补偿与治理设备的有效性验证;可为维护电网运行安全,提高用电设备效率和寿命,减少电能损耗、生产损失,保护敏感的工业和商业负荷免受电能质量问题干扰,提供必要的监测数据与基础分析;可为实验室条件下或实际应用中,研究电源质量保障策略与设备提供必要的分析测试系统。因此,该系统不仅是科研院所、高校等研究机构研究电能质量及其补偿优化策略与装置的有效系统,也是企业研究评估所生产用电设备抗扰动性能的基础设备,同时也是电厂、变电站、用电企业等监测电网电能质量的必要装置,具有较为广阔的应用前景。一方面,该系统的应用可以提升电网电能质量与用电产品品质,提高用电设备效率和寿命,减少电能损耗、生产损失,从而间接带来巨大的社会资源节约与经济效益;另一方面,该设备本身的应用与社会需求量也较大,其本身的研制与销售也能带来较为可观的技术进步、人员就业与经济效益。