多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，屬于電力系統(tǒng)無功補償技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術的不斷進步，越來越多的非線性、沖擊性無功負載被應用在電力系統(tǒng)中，一方面如果電力系統(tǒng)中無功儲備不足會導致系統(tǒng)功率因素下降、電壓不平衡、電壓跌落、線損增加從而影響電能質(zhì)量，嚴重時會導致電力系統(tǒng)崩潰，造成重大損失；另一方面無功功率也是電力系統(tǒng)中維持各種感性設備電磁場，進行電能轉換、傳輸所必須的能量。因此，實際運行中往往需要對無功功率進行就地補償。
[0003]無功功率技術在發(fā)展過程中，先后出現(xiàn)了幾種不同的無功補償裝置，靜止無功補償裝置(Static Var Compensator一SVC)，靜止無功發(fā)生器(Static Var Generator一SVG)，其中SVC能補償大容量，但是不能精確補償，而SVG是能夠實現(xiàn)精確的無功補償，但由于目前電力電子器件的開關頻率限制，其補償容量往往有限，SVC和SVG均不能同時實現(xiàn)大容量、高精度且實時性好。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型針對現(xiàn)有技術中TSC容量大而不能達到精確補償，而SVG能精確補償卻容量不大，提供了一種多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，將靜止無功發(fā)生器(SVG)單元和多組TSC單元并聯(lián)使用進行無功功率補償，實現(xiàn)大容量、高精度、實時性好的無功補償裝置。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]一種多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，包括具有驅動IGBT模塊的靜止無功發(fā)生器單元、多組TSC單元和用于控制所述靜止無功發(fā)生器單元及多組所述TSC單元的主控制器，所述靜止無功發(fā)生器單元及多組所述TSC單元均與電網(wǎng)連接，且相互并聯(lián)；主控制器采集電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電流與靜止無功發(fā)生器輸出電流，進行無功檢測，根據(jù)靜止無功發(fā)生器容量和TSC單元的組數(shù)進行合理分配，實現(xiàn)靜止無功發(fā)生器與多組TSC單元相互協(xié)調(diào)配合，進而實現(xiàn)了電網(wǎng)無功功率的大范圍連續(xù)補償。
[0007]具體地，所述主控制器包括PWM脈沖信號電路和多組TSC單元的信號控制電路，所述PWM脈沖信號電路用于驅動所述IGBT模塊，同時可接收所述IGBT模塊的故障反饋信息，所述多組TSC單元的信號控制電路用于控制每個所述TSC單元的開關狀態(tài)；多組TSC單元的信號控制電路通過控制每個所述TSC單元內(nèi)的反并聯(lián)晶閘管的開關狀態(tài)實現(xiàn)本實用新型的無功補償功能；PWM脈沖信號電路能接收IGBT模塊的故障反饋信息，使靜止無功發(fā)生器單元得到及時保護，使本實用新型的工作可靠性更高。
[0008]具體地，所述主控制器還包括電壓電流采樣電路，所述電壓電流采樣電路用于采集電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電流、設備輸出電流和直流側電壓；為實現(xiàn)靜止無功發(fā)生器單元直流側電壓、輸出電流的雙閉環(huán)控制提供了保證。
[0009]具體地，所述靜止無功發(fā)生器由三相全橋逆變器、LCL濾波器和直流側支撐電容組成；直流側支撐電容儲能后的直流電壓通過三相全橋逆變器在不同的開關狀態(tài)下輸出所需要的電壓和無功補償電流，再通過LCL濾波器濾波，實現(xiàn)無功功率補償功能，LCL濾波器會抑制尖峰和高次諧波，有效防止外部干擾，提高本實用新型的抗干擾能力。
[0010]更具體地，所述主控制器還包括TMS320F28335浮點型DSP芯片、EP1C6T144I7型芯片。
[0011]進一步的，所述主控制器的光纖通訊接口與液晶顯示屏連接；液晶顯示屏用于實時顯示電網(wǎng)電壓、電流的有效值、控制命令、功率因素以及設備運行狀態(tài)，使本實用新型的使用狀態(tài)和各設備的運行狀態(tài)更清晰直觀，使本實用新型便于使用。
[0012]更具體地，所述主控制器設置在所述靜止無功發(fā)生器單元內(nèi)。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0014]( I)本實用新型設計合理，通過靜止無功發(fā)生器單元和多組TSC單元并聯(lián)組合，不僅實現(xiàn)了設備大容量、高精度和實時性好的無功補償功能，而且易于實現(xiàn)，補償速度快，主控制器系統(tǒng)對所有單元統(tǒng)一控制，便于操作與管理。
[0015](2)本實用新型靈活性強，可根據(jù)實際負荷無功容量需求選配TSC單元組數(shù)。
[0016](3)本實用新型中PWM脈沖信號電路能接收IGBT模塊的故障反饋信息，使靜止無功發(fā)生器單元得到及時保護，使本實用新型的工作可靠性更高。
[0017](4)本實用新型中LCL濾波器會抑制尖峰和高次諧波，有效防止外部干擾，提高本實用新型的抗干擾能力。
[0018](5)本實用新型中液晶顯示屏用于實時顯示電網(wǎng)電壓、電流的有效值、控制命令、功率因素以及設備運行狀態(tài)，使本實用新型的使用狀態(tài)和各設備的運行狀態(tài)更清晰直觀，使本實用新型便于使用。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結構示意圖；
[0020]圖2為主控制器與各個單元的控制示意圖；
[0021]圖3為靜止無功發(fā)生器單元的內(nèi)部結構示意圖；
[0022]圖4為主控制器無功容量處理示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0024]如圖1所示，多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，包括具有驅動IGBT模塊的靜止無功發(fā)生器單元、多組TSC單元和用于控制靜止無功發(fā)生器單元及多組TSC單元的主控制器，靜止無功發(fā)生器單元及多組TSC單元均與電網(wǎng)連接，且相互并聯(lián)，主控制器設置在靜止無功發(fā)生器單元內(nèi)；主控制器采集電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電流與靜止無功發(fā)生器輸出電流，進行無功檢測，根據(jù)靜止無功發(fā)生器容量和TSC單元的組數(shù)進行合理分配，實現(xiàn)靜止無功發(fā)生器與多組TSC單元相互協(xié)調(diào)配合，進而實現(xiàn)了電網(wǎng)無功功率的大范圍連續(xù)補償。
[0025]如圖2所示，主控制器包括電壓電流采樣電路、PWM脈沖信號電路和多組TSC單元的信號控制電路，PWM脈沖信號電路用于驅動IGBT模塊，同時可接收IGBT模塊的故障反饋信息，多組TSC單元的信號控制電路用于控制每個TSC單元的開關狀態(tài)，電壓電流采樣電路用于采集電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電流、設備輸出電流和直流側電壓；多組TSC單元的信號控制電路通過控制每個TSC單元內(nèi)的反并聯(lián)晶閘管的開關狀態(tài)實現(xiàn)本實用新型的無功補償功能。
[0026]主控制器進行無功檢測后，輸出驅動信號至靜止無功發(fā)生器和多組TSC單元經(jīng)過協(xié)調(diào)配合產(chǎn)生無功電流返回至電網(wǎng)，所有采樣信號和控制命令通過光纖通訊發(fā)送至液晶顯示屏顯示；使本實用新型的使用狀態(tài)和各設備的運行狀態(tài)更清晰直觀，使本實用新型便于使用。
[0027]電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)電流信號傳送給主控制器，用于實現(xiàn)電網(wǎng)無功計算，設備輸出電流和直流側電壓信號用于靜止無功發(fā)生器單元內(nèi)部直流側電壓與無功補償電流的雙閉環(huán)控制。
[0028]靜止無功發(fā)生器單元實時接收主控制器發(fā)出的PWM信號，發(fā)出無功電流，從而精確補償電網(wǎng)無功電流。
[0029]PWM信號有硬件互鎖與故障報警功能，對功率器件的過壓過流進行瞬時保護，并能夠硬件封鎖PWM驅動脈沖信號，反饋故障信息給主控制器；使靜止無功發(fā)生器單元得到及時保護，使本實用新型的工作可靠性更高。
[0030]多組組TSC單元實時接收主控制器發(fā)出的TSC脈沖信號，實時投切TSC單元，從而實現(xiàn)大容量補償電網(wǎng)無功電流。
[0031]如圖3所示，靜止無功發(fā)生器單元包括LCL濾波器、三相全橋逆變輸出電路以及直流側儲能電容；LCL濾波器能抑制尖峰和高次諧波，防止外部干擾耦合的侵入靜止無功發(fā)生器內(nèi)部，提高本實用新型的抗干擾能力，使得三相全橋逆變輸出電路輸出無功電流安全可靠的返回電網(wǎng)。
[0032]三相全橋逆變輸出電路為靜止無功發(fā)生器單元的核心部件，是控制產(chǎn)生所需無功電流的關鍵；直流側儲能電容為三相全橋逆變器提供直流通道，作為三相全橋逆變器的直流電源。
[0033]如圖4所示，主控制器無功容量處理示意圖，首先檢測電網(wǎng)電壓電流，計算出電網(wǎng)所需無功容量，根據(jù)靜止無功發(fā)生器容量和TSC組數(shù)及容量，對計算的無功容量進行有效限幅，合理分配無功，其中大容量無功通過TSC單元組補償，小容量無功通過SVG單元精確補償。
[0034]主控制器還包括由美國TI公司的TMS320F28335浮點型DSP芯片、Altera公司Cyclone系列的EP1C6T144I7芯片及與其各自相連接的時鐘電路、電源電路、JTAG接口、夕卜設電路構成；外設電路包括電壓電流采樣電路、PWM脈沖信號電路和多組TSC單元的信號控制電路。
[0035]本實用新型設計合理，容量靈活可擴展、設計安裝方便、工藝簡單、成本低、可靠性高、電磁干擾小，適用于現(xiàn)場各個等級容量需求的無功功率補償。
[0036]按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本實用新型。值得說明的是，基于上述結構設計的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本實用新型上做出的一些無實質(zhì)性的改動或潤色，所采用的技術方案的實質(zhì)仍然與本實用新型一樣，故其也應當在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，包括具有驅動IGBT模塊的靜止無功發(fā)生器單元，其特征在于，還包括多組TSC單元和用于控制所述靜止無功發(fā)生器單元及多組所述TSC單元的主控制器，所述靜止無功發(fā)生器單元及多組所述TSC單元均與電網(wǎng)連接，且相互并聯(lián)；所述主控制器包括PWM脈沖信號電路和多組TSC單元的信號控制電路，所述PWM脈沖信號電路用于驅動所述IGBT模塊，同時可接收所述IGBT模塊的故障反饋信息，所述多組TSC單元的信號控制電路用于控制每個所述TSC單元的開關狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，其特征在于，所述主控制器還包括電壓電流采樣電路，所述電壓電流采樣電路用于采集電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電流、設備輸出電流和直流側電壓。
3.根據(jù)權利要求1所述的多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，其特征在于，所述靜止無功發(fā)生器由三相全橋逆變器、LCL濾波器和直流側支撐電容組成。
4.根據(jù)權利要求1所述的多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，其特征在于，所述主控制器還包括TMS320F28335浮點型DSP芯片、EP1C6T144I7型芯片。
5.根據(jù)權利要求1所述的多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，其特征在于，所述主控制器的光纖通訊接口與液晶顯示屏連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，其特征在于，所述主控制器設置在所述靜止無功發(fā)生器單元內(nèi)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，主要解決現(xiàn)有技術中TSC容量大而不能達到精確補償，而SVG能精確補償卻容量不大的問題。該多組合并聯(lián)式靜止無功發(fā)生器，包括具有驅動IGBT模塊的靜止無功發(fā)生器單元、多組TSC單元和用于控制所述靜止無功發(fā)生器單元及多組所述TSC單元的主控制器，所述靜止無功發(fā)生器單元及多組所述TSC單元均與電網(wǎng)連接，且相互并聯(lián)；所述的主控制器還包括TMS320F28335浮點型DSP芯片、EP1C6T144I7型芯片。通過上述方案，本實用新型達到了實現(xiàn)大容量、高精度、實時性好的目的。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號】CN204361687
【申請?zhí)枴緾N201420728891
【發(fā)明人】胡江為, 姚鋼, 周荔丹, 陳榕
【申請人】佛山市順德區(qū)勝業(yè)電氣有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年11月28日