广东电网有限责任公司电力科学研究院、中国科学院电工研究所的研究人员刘正富、马明、徐柏榆、霍群海，在2017年《电工技术学报》增刊1上撰文，针对现有各种电能质量治理设备缺乏规范的考核方案,复杂实验环境难以模拟构建等问题,基于先进的电力电子技术和数字仿真技术,提出一种串并联电能质量治理设备综合测试方案,可以实现一套方案同时完成中低压串并联多种D-FACTS电能质量治理设备的多种功能和性能测试。
方案通过网-源-荷-开关-被测设备位置的合理配置,采用实物连接和等效测试相结合的方法,既可以测试电能质量设备本身的各种电气功能参数,还可以综合衡量电能质量设备在电力系统环境运行时的运行功能和各项性能指标。实验结果表明,所提测试方案有效可行。
电力电子技术的快速发展与广泛应用显著提高了电力系统的控制和管理能力，作为FACTS技术在配电系统中的应用延伸，定制电力技术，也称配电灵活交流输电系统（Distribution-Flexible AC Trans- mission System，D-FACTS）可以增强配电系统可控性及灵活性，成为近年来的研究热点。
近年来，随着风力发电、光伏并网等各种新能源分布式发电大量接入电网，同时工业用途的各种变频设备和非线性负载使用不断增加，造成公用电网电能质量不断恶化。而工业用户对电压敏感的设备不断增多，因此业界对电能质量治理设备功能提出了更高的要求，对电能质量问题进行检测、定位以及分类治理势在必行。
目前，无源/有源电力滤波器[1-5]、静态和动态无功补偿设备[6-9]、各种电能质量改善设备D-FACTS[10,11]在工业供电系统和电力系统中已有较广泛的使用。但是，对这些设备还缺乏有效可行的考核、实验方法。谐波、不平衡度、电压闪变、电压暂升/暂降等电能质量问题复杂性决定了其实验方法的多样性，构建如此复杂满足多种用途需要的实验电源存在一定困难[12,13]。因此，开展串并联D-FACTS测试方案研究具有一定实用意义。
根据国家相关标准，电能质量设备的考核内容不仅包括测试电能质量设备本身固有的各种电气参数和性能，而且包括在电力系统环境运行时综合衡量电能质量设备的运行功能和各项性能指标[14,15]。
目前国内电能质量治理设备测试平台和相关试验技术规范还不完善，在电能质量治理设备控制器性能评估、敏感负荷对于电能质量的抗扰度和兼容性等方面还有待开展深入的研究。
本文提出一种串并联D-FACTS电能质量治理设备测试方案，能够实现中低压串联补偿设备和并联补偿设备的综合测试。阐述了测试方案的结构，对测试方案中关键“源”设备10kV电力扰动发生器的工作原理进行了分析。被测设备部分性能指标在实际环境中测试，部分指标采用等效电路方式考核。基于低压电能质量治理设备测试系统搭建了物理实物平台，进行了实验验证。
结论
本文提出一种能够对中低压串并联D-FACTS设备进行综合电能质量问题测试的方案。阐述了测试方案的结构组成，并对测试方案中关键“源”设备10kV电力扰动发生器的工作原理进行了详细分析。提出的测试方案中，通过网-源-荷-开关-被测设备位置合理配置，可以实现一套方案同时完成中低压串并联多种D-FACTS电能质量治理设备的多种功能和性能测试，且线路连接简洁，被测设备接口清晰。
论文后续计划开展10kV电力扰动发生器装备研制工作。电力扰动发生器研制的主要难点有以下几个方面：主电路拓扑选择，主电路及控制电路参数设计，复杂工况下的精准锁相环技术，高精度的控制策略，快速灵敏的保护策略等。
本文研究以期为电能质量治理设备的性能测试与评估、敏感负荷电能质量耐受能力评测与电能质量治理设备性能参数需求的获取提供有力手段，为今后电网公司电能质量治理设备的入网检测工作制定相应的试验技术标准与规范提供技术支持。
