一種新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明是一種可對電網(wǎng)進行連續(xù)無功補償?shù)男滦拖到y(tǒng)，屬于電力電氣設備技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)可靠性成了人們越來越關(guān)注的問題。我國的發(fā)電站往往與大城市相距較遠，需要長距離，多層次的電網(wǎng)，才能完成送電任務。但隨著距離的加長和網(wǎng)絡的日益復雜化，由負荷波動帶來的不穩(wěn)定因素也日益加劇，同時隨著電網(wǎng)電壓等級的升高，對無功的需求變化很大。
[0003]目前的無功補償方式主要有并聯(lián)電抗器、并聯(lián)電容器、靜止無功補償器、靜止同步補償器和同步調(diào)相機。但是晶閘管并聯(lián)電抗器維護成本高，控制技術(shù)難度大，失真系數(shù)大；并聯(lián)電容器投切次數(shù)有限，只能成組投切，不能連續(xù)變化；靜止無功補償器產(chǎn)生的諧波較大，基波損耗高，投資成本和占地面積都比較大；靜止同步補償器由于使用了較多數(shù)量的大容量全控型元件，其價格高，電力電子控制對電網(wǎng)質(zhì)量污染；同步調(diào)相機為旋轉(zhuǎn)電機，體積大，噪聲大，造價高，不易維護，不適合低壓用戶使用。可見，現(xiàn)有無功補償方式都不能在兼顧可靠性及成本的情況下，進行連續(xù)無功補償，且不會對電網(wǎng)造成額外的污染。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提出了一種新型無功補償系統(tǒng)，該系統(tǒng)可進行連續(xù)無功補償；并且沒有電子電子控制對電網(wǎng)造成污染，同時提高了可靠性；且與原有電網(wǎng)相比成本并沒有增加；同時可根據(jù)用戶需求，實時進行補償方案調(diào)節(jié)。
[0005]本發(fā)明的新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)的技術(shù)方案如下:
[0006]一種新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)，包括上位機、數(shù)字信號處理器DSP、電容器、磁控變壓器、直流電源及若干傳感器。DSP作為中央控制單元，根據(jù)上位機的用戶控制需求，及根據(jù)傳感器所反饋的現(xiàn)有網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的電網(wǎng)實際情況，進行分析并輸出控制信號；控制信號通過驅(qū)動電路直接控制直流電源的輸出，實現(xiàn)對磁控變壓器感性無功補償?shù)倪B續(xù)控制；結(jié)合電容器的容性無功補償，最終實現(xiàn)系統(tǒng)對電網(wǎng)的連續(xù)無功補償。同時，該系統(tǒng)在進行無功補償?shù)耐瑫r，利用磁控變壓器實現(xiàn)功率傳遞功能。
[0007]所述新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)，在完成無功補償?shù)耐瑫r，也實現(xiàn)變壓器的功能，因為在成本上并沒有增加。
[0008]所述系統(tǒng)主要對感性無功進行實時和連續(xù)的調(diào)節(jié)，結(jié)合固定的容性無功補償，最終實現(xiàn)了無功補償?shù)倪B續(xù)調(diào)節(jié)，即完成了所需連續(xù)無功調(diào)節(jié)的功能又盡可能地簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0009]所述DSP作為中央控制單元，其所要完成的功能為與上位機通訊、用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)電網(wǎng)情況的數(shù)據(jù)采集、分析計算、發(fā)出控制信號。因為，在實現(xiàn)功能的基礎上，中央控制單元可采用可編程邏輯控制單元PLC、數(shù)字信號處理器DSP、單片機MCU、ARM等。
[0010]所述傳感器可根據(jù)功能需求和中央控制單元的運算能力，采用電壓傳感器、電流傳感器、相位傳感器或功率傳感器等。
[0011]所述上位機與DSP之間的通訊，可通過RS232、RS485、有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡、短信等方式實現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明所帶來的有益效果如下:
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用可控連續(xù)感性無功和不可控容性無功相結(jié)合，提供了一種可實現(xiàn)連續(xù)無功補償?shù)南到y(tǒng)，且可以根據(jù)用戶需求實現(xiàn)不同的無功補償功能。同時，在無功補償?shù)耐瑫r，兼顧了電網(wǎng)功率傳遞的功率。不僅良好地實現(xiàn)了連續(xù)無功補償和功率傳遞的功能，且盡可能簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性和降低了成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)的原理圖；
[0015]圖2為DSP網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理子程序流程圖；
[0016]圖3為DSP無功調(diào)節(jié)控制信號輸出子程序流程圖；
[0017]圖4為DSP主程序流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。
[0019]圖1為新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)的原理圖。系統(tǒng)包括了一臺作為上位機的觸摸屏、一臺磁控變壓器、一組并聯(lián)電容器、一個DSP控制單元、一個可控直流電源、若干傳感器。DSP為核心控制器件，控制整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。用戶通過觸摸屏選擇所需控制功能，通過無線網(wǎng)絡向DSP發(fā)出指令。DSP收到指令后，同時根據(jù)傳感器所反饋的電壓、電流和相位信號進行判斷與分析，發(fā)出控制信號；控制信號輸出給直流電源，進行直流電輸出大小的控制，實現(xiàn)感性無功的調(diào)節(jié)。并且，DSP根據(jù)傳感器反饋的電壓、電流和相位等信號，判斷是否滿足上位機的控制需求，并將實際控制情況反饋給上位機進行判斷，是否需要調(diào)節(jié)控制需求。
[0020]DSP的核心中央控制程序主要由數(shù)據(jù)分析處理子程序、控制信號計算輸出子程序和主程序構(gòu)成，見圖2?圖4。圖2為DSP網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理子程序流程圖；圖3為DSP無功調(diào)節(jié)控制信號輸出子程序流程圖；圖4為DSP主程序流程圖。
[0021]圖2為DSP網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理子程序流程圖。DSP對傳感器輸入的網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)的電壓和電流信息進行AD采用；對采用所得的數(shù)據(jù)進行濾波與計算與分析，得到網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)的電壓和電流有效值、諧波分量、相位和功率等信息；將計算分析所得數(shù)據(jù)信息進行存貯。
[0022]圖3為DSP無功調(diào)節(jié)控制信號輸出子程序流程圖。DSP讀取圖2子程序所得的數(shù)據(jù)分析結(jié)果和圖4主程序所得的上位機命令；根據(jù)現(xiàn)有電網(wǎng)數(shù)據(jù)和上位機命令，計算是否需要進行無功補償和所需進行無功補償量；根據(jù)所需無功補償，基于磁控變壓器和電容器聯(lián)合模型，計算得到直流電源所需控制信號；存貯控制信號并輸出給直流電源。
[0023]圖4為DSP主程序流程圖。DSP讀取圖2子程序所得的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，并上傳給上位機；上位機根據(jù)實際數(shù)據(jù)，給出控制命令，DSP對此控制命令進行接收；DSP對控制命令進行存貯，供圖3子程序讀取；同時讀取控制信號；隨后又開始讀取圖2子程序所得的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，并上傳給上位機，并且不斷循環(huán)。
[0024]通過圖2、圖3的子程序和圖4的主程序，DSP實現(xiàn)整個連續(xù)可控無功補償系統(tǒng)的軟件算法。
[0025]可見，本新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶需求實現(xiàn)不同的連續(xù)無功補償功能；同時，在無功補償?shù)耐瑫r，兼顧了電網(wǎng)功率傳遞的功率。并且沒有大功率電子電子器件與電網(wǎng)相連，不會因為電力電子器件的開關(guān)對電網(wǎng)造成污染。不僅良好地實現(xiàn)了連續(xù)無功補償和功率傳遞的功能，且盡可能簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性和降低了成本。
【主權(quán)項】
1.一種新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)，包括上位機、DSP、電容器、磁控變壓器、直流電源及若干傳感器。DSP作為中央控制單元，根據(jù)上位機的用戶控制需求，及根據(jù)傳感器所反饋的現(xiàn)有網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的電網(wǎng)實際情況，進行分析并輸出控制信號；控制信號通過驅(qū)動電路直接控制直流電源的輸出，實現(xiàn)對磁控變壓器感性無功補償?shù)倪B續(xù)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的新型連續(xù)可控無功補償系統(tǒng)，其特征在于所述連續(xù)無功補償由可控連續(xù)感性無功補償和不可控容性無功補償相結(jié)合實現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的新型連續(xù)可控無功補償系統(tǒng)，其特征在于控制基于網(wǎng)側(cè)電網(wǎng)信息、用戶側(cè)電網(wǎng)信息和上位控制命令，實現(xiàn)所需連續(xù)無功補償或不進行無功補償。
【專利摘要】一種新型可控連續(xù)無功補償系統(tǒng)，包括上位機、DSP、電容器、磁控變壓器、直流電源及若干傳感器。DSP作為中央控制單元，根據(jù)上位機的用戶控制需求，及根據(jù)傳感器所反饋的現(xiàn)有網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的電網(wǎng)實際情況，進行分析并輸出控制信號；控制信號通過驅(qū)動電路直接控制直流電源的輸出，實現(xiàn)對磁控變壓器感性無功補償?shù)倪B續(xù)控制；結(jié)合電容器的容性無功補償，最終實現(xiàn)系統(tǒng)對電網(wǎng)的連續(xù)無功補償。同時，該系統(tǒng)在進行無功補償?shù)耐瑫r，利用磁控變壓器實現(xiàn)功率傳遞功能。
【IPC分類】H02J3/18
【公開號】CN105429156
【申請?zhí)枴緾N201510999226
【發(fā)明人】王傳勇, 朱莉, 王承民, 王坤, 楊鳳文, 陳寧, 康文文, 韓蓬, 張健, 王朋朋, 劉涌, 代二剛, 孫寶峰
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司, 國家電網(wǎng)公司, 上海博英信息科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月28日