一種新型可控連續(xù)無功補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種可對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)無功補(bǔ)償?shù)男滦拖到y(tǒng)，屬于電力電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)可靠性成了人們?cè)絹碓疥P(guān)注的問題。我國(guó)的發(fā)電站往往與大城市相距較遠(yuǎn)，需要長(zhǎng)距離，多層次的電網(wǎng)，才能完成送電任務(wù)。但隨著距離的加長(zhǎng)和網(wǎng)絡(luò)的日益復(fù)雜化，由負(fù)荷波動(dòng)帶來的不穩(wěn)定因素也日益加劇，同時(shí)隨著電網(wǎng)電壓等級(jí)的升高，對(duì)無功的需求變化很大。
[0003]目前的無功補(bǔ)償方式主要有并聯(lián)電抗器、并聯(lián)電容器、靜止無功補(bǔ)償器、靜止同步補(bǔ)償器和同步調(diào)相機(jī)。但是晶閘管并聯(lián)電抗器維護(hù)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(bǔ)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(bǔ)償器由于使用了較多數(shù)量的大容量全控型元件，其價(jià)格高，電力電子控制對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量污染；同步調(diào)相機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，體積大，噪聲大，造價(jià)高，不易維護(hù)，不適合低壓用戶使用?？梢?，現(xiàn)有無功補(bǔ)償方式都不能在兼顧可靠性及成本的情況下，進(jìn)行連續(xù)無功補(bǔ)償，且不會(huì)對(duì)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(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)可進(jìn)行連續(xù)無功補(bǔ)償；并且沒有電子電子控制對(duì)電網(wǎng)造成污染，同時(shí)提高了可靠性；且與原有電網(wǎng)相比成本并沒有增加；同時(shí)可根據(jù)用戶需求，實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償方案調(diào)節(jié)。
[0005]本發(fā)明的新型可控連續(xù)無功補(bǔ)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(bǔ)償系統(tǒng)，包括上位機(jī)、數(shù)字信號(hào)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(jī)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(shí)際情況，進(jìn)行分析并輸出控制信號(hào)；控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路直接控制直流電源的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁控變壓器感性無功補(bǔ)償?shù)倪B續(xù)控制；結(jié)合電容器的容性無功補(bǔ)償，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的連續(xù)無功補(bǔ)償。同時(shí)，該系統(tǒng)在進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，利用磁控變壓器實(shí)現(xiàn)功率傳遞功能。
[0007]所述新型可控連續(xù)無功補(bǔ)償系統(tǒng)，在完成無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，也實(shí)現(xiàn)變壓器的功能，因?yàn)樵诔杀旧喜]有增加。
[0008]所述系統(tǒng)主要對(duì)感性無功進(jìn)行實(shí)時(shí)和連續(xù)的調(diào)節(jié)，結(jié)合固定的容性無功補(bǔ)償，最終實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)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(jiǎn)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(jī)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(jì)算、發(fā)出控制信號(hào)。因?yàn)?，在?shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)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(hào)處理器DSP、單片機(jī)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(yùn)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(jī)與DSP之間的通訊，可通過RS232、RS485、有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、短信等方式實(shí)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(shí)現(xiàn)連續(xù)無功補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，且可以根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)不同的無功補(bǔ)償功能。同時(shí)，在無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，兼顧了電網(wǎng)功率傳遞的功率。不僅良好地實(shí)現(xiàn)了連續(xù)無功補(bǔ)償和功率傳遞的功能，且盡可能簡(jiǎn)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(bǔ)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(hào)輸出子程序流程圖；
[0017]圖4為DSP主程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。
[0019]圖1為新型可控連續(xù)無功補(bǔ)償系統(tǒng)的原理圖。系統(tǒng)包括了一臺(tái)作為上位機(jī)的觸摸屏、一臺(tái)磁控變壓器、一組并聯(lián)電容器、一個(gè)DSP控制單元、一個(gè)可控直流電源、若干傳感器。DSP為核心控制器件，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)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(luò)向DSP發(fā)出指令。DSP收到指令后，同時(shí)根據(jù)傳感器所反饋的電壓、電流和相位信號(hào)進(jìn)行判斷與分析，發(fā)出控制信號(hào)；控制信號(hào)輸出給直流電源，進(jìn)行直流電輸出大小的控制，實(shí)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(hào)，判斷是否滿足上位機(jī)的控制需求，并將實(shí)際控制情況反饋給上位機(jī)進(jìn)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(hào)計(jì)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(hào)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(duì)傳感器輸入的網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)的電壓和電流信息進(jìn)行AD采用；對(duì)采用所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波與計(jì)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(jì)算分析所得數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存貯。
[0022]圖3為DSP無功調(diào)節(jié)控制信號(hào)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(jī)命令；根據(jù)現(xiàn)有電網(wǎng)數(shù)據(jù)和上位機(jī)命令，計(jì)算是否需要進(jìn)行無功補(bǔ)償和所需進(jìn)行無功補(bǔ)償量；根據(jù)所需無功補(bǔ)償，基于磁控變壓器和電容器聯(lián)合模型，計(jì)算得到直流電源所需控制信號(hào)；存貯控制信號(hào)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(jī)；上位機(jī)根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)，給出控制命令，DSP對(duì)此控制命令進(jìn)行接收；DSP對(duì)控制命令進(jìn)行存貯，供圖3子程序讀?。煌瑫r(shí)讀取控制信號(hào)；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(jī)，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(shí)現(xiàn)整個(gè)連續(xù)可控?zé)o功補(bǔ)償系統(tǒng)的軟件算法。
[0025]可見，本新型可控連續(xù)無功補(bǔ)償系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)不同的連續(xù)無功補(bǔ)償功能；同時(shí)，在無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，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(huì)因?yàn)殡娏﹄娮悠骷拈_關(guān)對(duì)電網(wǎng)造成污染。不僅良好地實(shí)現(xiàn)了連續(xù)無功補(bǔ)償和功率傳遞的功能，且盡可能簡(jiǎn)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(xiàng)】
1.一種新型可控連續(xù)無功補(bǔ)償系統(tǒng)，包括上位機(jī)、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(jī)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(shí)際情況，進(jìn)行分析并輸出控制信號(hào)；控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路直接控制直流電源的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁控變壓器感性無功補(bǔ)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?zé)o功補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述連續(xù)無功補(bǔ)償由可控連續(xù)感性無功補(bǔ)償和不可控容性無功補(bǔ)償相結(jié)合實(shí)現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的新型連續(xù)可控?zé)o功補(bǔ)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(shí)現(xiàn)所需連續(xù)無功補(bǔ)償或不進(jìn)行無功補(bǔ)償。
【專利摘要】一種新型可控連續(xù)無功補(bǔ)償系統(tǒng)，包括上位機(jī)、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(jī)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(shí)際情況，進(jìn)行分析并輸出控制信號(hào)；控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路直接控制直流電源的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁控變壓器感性無功補(bǔ)償?shù)倪B續(xù)控制；結(jié)合電容器的容性無功補(bǔ)償，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的連續(xù)無功補(bǔ)償。同時(shí)，該系統(tǒng)在進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，利用磁控變壓器實(shí)現(xiàn)功率傳遞功能。
【IPC分類】H02J3/18
【公開號(hào)】CN105429156
【申請(qǐng)?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(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司, 國(guó)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(qǐng)日】2015年12月28日