一种无功补偿控制器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种无功补偿控制器，设有多个补偿模块，包括静止无功补偿器、静止同步补偿器；所述的控制器还设有DSP控制模块，所述的止无功补偿器和静止同步补偿器通过Profibus总线模块与DSP控制模块相连。另外，本发明专利技术还公开了上述无功补偿控制器的控制方法。上述技术方案提高了补偿系统的工作效率，降低了损耗；确保系统应对突变的能力强，动态响应速度更快、可靠性更高、使用寿命更长，系统构建简单，便于产品的模块化和标准化生产；有助于推动动态无功补偿技术水平，促进智能电网建设。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电能质量管理的
，涉及其无功补偿技术，更具体地说，本专利技术涉及一种无功补偿控制器。另外，本专利技术还涉及该控制器的无功补偿方法。
技术介绍
随着科技的发展，越来越多的用户采用了性能好、效率高、但对电源特性变化敏感的高科技设备，使得电力负荷不断增大；日益增大的用电负荷对电网造成巨大冲击，使电网电能质量变差，给电能质量治理带来巨大压力。在此背景下，电网中迫切需要增加相应的无功补偿装置来补偿负荷消耗的无功功率，提高功率因数，增强电力系统输电能力。静止无功补偿器(SVC)是通过控制晶闸管的导通时刻来控制流过电抗器的电流，从而快速的跟踪负载无功的变化，并通过分相控制来补偿三相不对称，与其匹配的交流滤波装置来吸收谐波，具有技术成熟、控制灵活、损耗小、可靠性高、维护工作量小、运行费用低等优点，是目前国内外应用最广泛的静止型无源、快速动态无功补偿装置。但是，SVC采用半控器件晶闸管，控制依赖上半个周期的测量数据，存在响应时间较慢，对闪变的改善率低，甚至有时造成闪变加剧，不能进行连续无功调节的缺点，已经很难满足电网无功补偿的需求。静止同步补偿器(STATC0M)是采用全控器件IGBT或IGCT，具有响应快，抑制闪变效果好等优点，它能实现连续无功调节，防止非线性负荷的快速无功电流变化所引起的电压闪变及电压骤降等电能质量问题。但STATC0M受到开关器件频率、容量、电压等级的限制，使得价格昂贵、控制复杂、可靠性降低，从而使其推广受到制约，目前在我国还停留在示范工程阶段。
技术实现思路
本专利技术提供一种无功补偿控制器，其目的是提高无功补偿的工作效率。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为本专利技术所提供的无功补偿控制器，所述的控制器设有多个补偿模块，包括静止无功补偿器、静止同步补偿器；所述的控制器还设有DSP控制模块，所述的止无功补偿器和静止同步补偿器通过Profibus总线模块与DSP控制模块相连。所述的控制器设有电压互感器、电流互感器、信号调理模块、FPGA检测模块，所述的电压互感器、电流互感器分别与信号调理模块连接；所述的信号调理模块通过FPGA检测模块与所述的DSP控制模块连接。所述的控制器设有缺相保护装置、过流保护装置、过压保护装置、温度保护装置、键盘模块、上位机模块、RS485通信模块、液晶显示模块，所述的缺相保护装置、过流保护装置、过压保护装置、温度保护装置、键盘模块、上位机模块、RS485通信模块、液晶显示模块分别与所述的DSP控制模块连接。所述的静止无功补偿器、静止同步补偿器均采用即插即用的连接结构。为了实现与上述技术方案相同的专利技术目的，本专利技术还提供了所述的无功补偿控制器的控制方法，其技术方案是所述的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，使整体补偿容量范围控制在I 165Kvar之间的各个值。所述的DSP控制模块根据程序设定，对所述补偿模块进行定时切换运行。所述的DSP控制模块计算并存储各个所述补偿模块的运行时间，并根据运行时间选择需投入的补偿模块。各个所述的补偿模块均内置电流和温度传感器，通过Profibus总线向DSP控制模块发送实时电流和温度信号。外置的液晶显示模块读取包括功率因数、有功和无功功率、电压、电流、投入模块在内的多项实时数据，以及通过触摸按键，手动操作各补偿模块的投入与切除。本专利技术采用上述技术方案，将所需补偿的无功补偿容量分散到4个SVC模块和4个STATC0M模块，可降低各个子模块的补偿容量，减少器件损耗；控制器采用DSP+FPGA方案设计，电网运行的实际数据由FPGA完成对各相电压和电流的采集作用，并完成谐波检测和无功计算，并将结果传送给DSP，使DSP主要进行集中均衡管理、补偿控制和通信，可以提高整个系统的效率和响应速度，增强无功补偿的实时性。DSP控制模块可通过实时监控各个子模块的电压、电流、无功功率等参数以及所需补偿容量随时控制SVC、STATC0M各个子模块的投入、切除等动作；利用DSP控制器控制SVC、STATC0M各个子模块在电网用电高峰时投入运行、低谷时切除运行，并平衡各运行中的子模块的负荷容量，提高工作效率；通过控制器计算各子模块的投入运行时间，对达到规定投入时间的子模块进行定时切换，能够分流各个SVC、STATC0M子模块运行时间，减少SVC、STATC0M子模块更换频率，防止子模块投入时间过长，造成损坏；SVC、STATC0M子模块的即插即用的设置，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。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，以保证系统的可靠性。附图说明下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明图1为本专利技术的补偿装置的整体框图；图2为无功功率补偿器显示界面；图3为FPGA和DSP的接口电路。图1中标记为I 4、静止无功补偿器(SVC)，5 8、静止同步补偿器(STATC0M)，9、Profibus总线模块，10、DSP控制模块，11、缺相保护装置，12、过流保护装置，13、过压保护装置，14、温度保护装置，15、键盘模块，16、上位机模块，17、RS485通信模块，18、液晶显示模块，19、FPGA检测模块，20、信号调理模块，21、电压互感器，22、电流互感器。具体实施例方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图1、图2所表达的本专利技术的结构，为一种无功补偿控制器。为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高无功补偿的工作效率的专利技术目的，本专利技术采取的技术方案为如图1所示，本专利技术所提供的无功补偿控制器，所述的控制器设有多个补偿模块，包括静止无功补偿器I 静止无功补偿器4 (SVC)、静止同步补偿器5 静止同步补偿器8(STATC0M);所述的控制器还设有DSP控制模块10，所述的止无功补偿器I 静止无功补偿器4和静止同步补偿器5 静止同步补偿器8通过Profibus总线模块9与DSP控制模块10相连。本专利技术针对单一无功补偿装置在大容量无功补偿工作时存在的各种问题，以及现有技术中并联模块模式的无功补偿产品的各种不足，提供了上述的由SVC和STATC0M冗余并联组成的混合式无功补偿方法及其控制器。该补偿方法及其控制器能有效提高无功补偿的工作效率，降低元器件损耗，延长设备使用寿命。模块支持即插即用的设置可在不停止无功补偿器运行的条件下对损坏的模块实施随时替换。所述的静止无功补偿器I 静止无功补偿器4设置补偿容量分别为SOKvar、40Kvar、20Kvar、IOKvar ;所述的静止同步补偿器5 静止同步补偿器8设置补偿容量分别为 8Kvar、4Kvar、2Kvar、IKvar0通过控制SVC模块与STATC0M模块的投入与切除，可以使整体补偿容量范围控制在f 165Kvar之间的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功补偿控制器，其特征在于：所述的控制器设有多个补偿模块，包括静止无功补偿器（1～4）、静止同步补偿器（5～8）；所述的控制器还设有DSP控制模块（10），所述的止无功补偿器（1～4）和静止同步补偿器（5～8）通过Profibus总线模块（9）与DSP控制模块（10）相连。

【技术特征摘要】
1.一种无功补偿控制器，其特征在于所述的控制器设有多个补偿模块，包括静止无功补偿器(I 4)、静止同步补偿器(5 8);所述的控制器还设有DSP控制模块(10)，所述的止无功补偿器(I 4)和静止同步补偿器(5 8)通过Profibus总线模块(9)与DSP控制模块(10)相连。2.按照权利要求1所述的无功补偿控制器，其特征在于所述的控制器设有电压互感器(21)、电流互感器(22)、信号调理模块(20)、FPGA检测模块(19)，所述的电压互感器(21)、电流互感器(22)分别与信号调理模块(20)连接；所述的信号调理模块(20)通过FPGA检测模块(19)与所述的DSP控制模块(10)连接。3.按照权利要求1所述的无功补偿控制器，其特征在于所述的控制器设有缺相保护装置(11)、过流保护装置(12)、过压保护装置(13)、温度保护装置(14)、键盘模块(15)、上位机模块(16)、RS485通信模块(17)、液晶显示模块(18)，所述的缺相保护装置(11)、过流保护装置(12)、过压保护装置(13)、温度保护装置(14)、键盘模块(15)、上位机模块(16)、RS485通信模块(17)、液晶显示模块(18)分别与所述的DSP控制模块(10)连接。4.按照权利要求1至3中任一项所述的无功补偿控制器，其特征在于所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江明，高文根，连磊，许钢，袁一鸣，汪石农，江娟娟，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：