一种基于DSP的STATCOM控制系统，其特征在于它包括信号调理电路单元、DSP控制单元、工业控制计算机单元以及驱动电路单元；其中，所述DSP控制单元由补偿电流检测模块和控制及脉冲触发模块构成；其控制方法包括：采集电网实时电压电流信息，通过瞬时无功功率理论算法完成谐波检测和无功计算，并将结果传送给所述的DSP控制模块，控制所述补偿模块的投入与切除；其优越性在于：装置简单；响应速度快；动作精确可靠；数据计算和数据处理能力强。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于DSP的STATCOM控制系统，其特征在于它包括信号调理电路单元、DSP控制单元、工业控制计算机单元以及驱动电路单元；其中，所述DSP控制单元由补偿电流检测模块和控制及脉冲触发模块构成；其控制方法包括：采集电网实时电压电流信息，通过瞬时无功功率理论算法完成谐波检测和无功计算，并将结果传送给所述的DSP控制模块，控制所述补偿模块的投入与切除；其优越性在于：装置简单；响应速度快；动作精确可靠；数据计算和数据处理能力强。【专利说明】—种基于DSP的STATCOM控制系统及其控制方法(—)
:本专利技术属于电力系统配电网中静止同步补偿器的控制领域，特别是一种基于DSP(数字信号处理，digital signal processing)的STATCOM(配电网静止同步补偿器，Static Synchronous Compensator)控制系统及其控制方法。(二)
技术介绍
:电力工业作为国民经济的支柱产业，是静止同步补偿器的广泛应用领域。静止同步补偿器在电力系统中可以实现快速平滑地吸收感性和容性无功功率的目的，它具有起动无冲击、调节连续、响应快速、占地面积小等优点。STATCOM在电力系统中可以实现快速平滑地吸收感性和容性无功功率的目的，可以更好的实现对无功功率的补偿，减少电压闪烁、实现电压稳定，阻尼次同步震荡、减少电压和电流的不平衡，及其在配电网中用于改善电能质量等等，在调节系统电压、校正功率因数、平衡负荷、滤除谐波等方面均具有很大的优势，并且它具有起动无冲击、调节连续、响应快速、占地面积小等优点，目前已成为最有前途的无功补偿装置，在高压大容量电力系统中飞速发展，是柔性交流输电系统的重要组成部件之一。控制系统是STATCOM装置的重要组成部分，它直接控制着STATCOM的运行。由于STATCOM控制环节计算量大，流程复杂，精度要求高，所以控制系统的性能及所采用的控制方案是影响STATCOM补偿效果的决定性因素，它的性能将直接影响STATCOM所输出无功的质量，从而影响用户端电能质量。以前基于单片机的脉冲发生装置由于处理器指令执行时间太长，难以保证脉冲精度，致使系统响应的速度受到比较明显的影响。现在由于DSP快速的运算能力(TMS320F240指令执行时间为50ns)，以及其强大的片内外设功能(3个通用定时器和3个全比较单元可产生6路带死区的PWM波，3个单比较单元可产生3路PWM波)，使得高精度的脉冲发生和控制功能可以实现。(三)
技术实现思路
:本专利技术的目的在于提供一种基于DSP的STATCOM数字控制系统及其控制方法，它采用高性能的信号处理器和灵活的控制技术以获得高精度的控制效果，大大的提高了STATCOM控制器的稳定性和可靠性，并从最大程度上提高STATCOM控制器的响应速度，保证了相关电力设备、线路的稳定运行。本专利技术的技术方案:一种基于DSP的STATCOM控制系统，其特征在于它包括信号调理电路单元、DSP控制单元、工业控制计算机单元以及驱动电路单元；其中，所述DSP控制单元由补偿电流检测模块和控制及脉冲触发模块构成；所述补偿电流检测模块的输入端与信号调理电路单元的输出端连接，其输出端与控制及脉冲触发模块的输入端连接；所述控制及脉冲触发模块的输入端与工业控制计算机单元呈双相连接，其输出端与驱动电路单元的输入端连接；所述驱动电路单元的输出端输出驱动信号控制STATCOM的电力电子开关的通断。所述信号调理单元依电压互感器和电流互感器对电网的电压和电流进行实时监测。所述补偿电流检测模块是由FPGA检测模块构成，通过瞬时无功功率理论完成谐波分析和无功计算。所述DSP控制单元由DSP控制模块、锁相环电路、缺相保护装置、过电流保护装置、过电压保护装置、温度保护装置、键盘模块、上位机模块、RS-232C通信模块、A/D采样模块、数据存储器扩展模块和液晶显示模块构成；其中，所述锁相环电路、缺相保护装置、过电流保护装置、过电压保护装置、温度保护装置、键盘模块、上位机模块、RS485通信模块、A/D采样模块、数据存储器扩展模块、液晶显示模块分别与DSP控制模块的输出端连接；所述DSP控制模块与信号调理模块通过FPGA检测模块连接。所述DSP控制模块采用TMS320LF2407A DSP芯片。 所述A/D模数转换单元采用MAX502芯片。所述液晶显示模块可以显示功率因数、有功和无功功率、电压、电流的实时数据信号；所述液晶显示模块有手动操作STATCOM补偿模块的投入与切除的触摸按键。所述RS-232C通信模块采用美国MAXM公司生产的MAX232系列RS-232C串行口电平转换器件；所述上位机采用工业控制计算机完成电网电压、电流、无功信号的在线显示，以及给定电压电流参数输入、参数控制调节的任务。一种基于DSP的STATCOM控制系统及其控制方法，其特征在于它包括以下步骤:①本专利技术所采用的无功补偿控制器，采用即插即用的连接结构，可在不停止无功补偿器运行的情况下，方便快捷的更换损坏子模块，极大减轻子模块损坏对电网造成的影响；②通过上述所说的电压互感器、电流互感器采集电网的实时电压电流信息，由所述的信号调理模块进行数据的初步调理；③FPGA检测模块主要作用是通过瞬时无功功率理论算法完成谐波检测和无功计算，并将结果传送给所述的DSP控制模块，DSP控制模块根据FPGA检测模块检测数据，控制所述补偿模块的投入与切除；④DSP根据FPGA检测到的无功补偿容量，DSP能够确定需要投入或切除的STATC00M 模块；⑤通过profibus总线和DSP控制器,对触发脉冲模块进行控制,并通过PWM的输出触发驱动电路，使得逆变器中IGBT器件动作，从而控制STATCOM的投入或者切除，实现补偿容量的变化。本专利技术的工作原理:如图1和图2所示:(I)本专利技术的无功补偿控制器在运行时，所述的电压互感器、电流互感器采集电网的实时电压电流信息，通过A/D采样电路对电流电压信号进行数模转换，由所述的信号调理模块进行数据的初步调理，并经所述的FPGA检测模块进行信息处理后送入DSP控制模块，得出电网的无功补偿容量。(2)根据需要进行的无功补偿容量，DSP控制模块确定需要投入或者切除的STATCOM子模块，通过所述的Profibus总线模块向静止无功补偿器(STATCOM)发出控制信号，通过DSP控制器对触发脉冲模块进行控制，通过PWM的输出触发驱动电路，使得逆变器中IGBT器件动作。静止无功补偿器(STATCOM)则根据获得控制信号作出具体投入或者切除动作，完成无功补偿，实现补偿容量的变化。(3)上述无功补偿控制器主要通过监测各单体模块的工作状态，包括工作时间、负荷、温度等，管理中将工作时间长、温度高的模块优先切除，休息时间长的模块优先切入；同时应尽可能保证各模块工作在额定状态，以充分发挥系统效率，降低器件承受的应力。当监测到有模块过热或故障时，应控制并联冗余模块和该模块进行切换，将该模块及时切除，以保证系统的可罪性。(4)当电网波谷时，DSP控制器控制补偿模块切除部分投入模块，可以减少补偿容量，从而保证功率因数的平稳；当电网波峰时，DSP控制模块发出指令，增加投入子模块数目，保证电网无功补偿的容量，可以提高功率因数。此本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于DSP的STATCOM控制系统，其特征在于它包括信号调理电路单元、DSP控制单元、工业控制计算机单元以及驱动电路单元；其中，所述DSP控制单元由补偿电流检测模块和控制及脉冲触发模块构成；所述补偿电流检测模块的输入端与信号调理电路单元的输出端连接，其输出端与控制及脉冲触发模块的输入端连接；所述控制及脉冲触发模块的输入端与工业控制计算机单元呈双相连接，其输出端与驱动电路单元的输入端连接；所述驱动电路单元的输出端输出驱动信号控制STATCOM的电力电子开关的通断。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马幼捷，王德祥，周雪松，刘伟，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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