高运算力智能电容器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高运算力智能电容器，以32位ARM?MCU为核心，母线电流、电压信号经信号调理电路进入32位ARM?MCU，32位ARM?MCU同时与网络通信单元和人机交互单元通信连接；32位ARM?MCU通过复合开关连接低压补偿电容器。本实用新型将母线电压、电流每工频周波同步采样64点并交由32位ARM?MCU采用有限元冲击滤波及滑窗FFT算法进行相应数据处理，根据投切策略对复合开关进行控制，保证电容器投切的精准度。该方案具有无功功率补偿算法精度高、速度快、电容器智能投切策略高度优化、运行可靠性高的显著特点。
【专利说明】高运算力智能电容器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高运算力智能电容器。
【背景技术】
[0002]现有的智能电容器技术方案为采用8位单片机作为控制核心，由于8位单片机运算能力弱，硬件资源相对有限，故电压、电流、相位的数据获取采用硬件+软件的方式来实现，运算速度低、精度差，使得目前智能电容器产品对负载无功变化响应速度慢，且常常导致误动作；由于8位机运算能力很差，无法计算系统电压、电流谐波，从而无法实现电容器的谐波保护功能，导致电力电容器在大谐波环境下迅速失效、损坏；8位机低下的运算能力导致不可能采用复杂的投切策略算法，因此补偿电容器的投切只能按照功率因数的大小制定粗糙的控制策略，无法满足用户对智能电容器越来越高的技术要求。
实用新型内容
[0003]根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种32位ARMMCU在智能电容器中的应用方案，解决现有智能电容器因采用运算能力弱的低端8位单片机作为控制核心而无法满足目前供电系统复杂无功需求的问题。
[0004]本实用新型所提供的高运算力智能电容器，其特征是，包括32位ARM MCU，母线电流、电压信号经信号调理电路进入32位ARM MCU, 32位ARM MCU同时与网络通信单元和人机交互单元通信连接；32位ARM MCU通过复合投切开关连接低压补偿电容器。
[0005]复合投切开关为双向晶闸管及磁保持继电器并联。
[0006]母线电压、电流信号经信号调理电路处理后，由32位ARM MCU直接进行A/D同步采样转换，每工频周波采样64点，采样数据经FIR软件滤波后以FFT算法计算出母线系统各相电压、电流、电压和电流间的相位差、电压电流的各次谐波分量，据此计算出母线系统的无功、有功、视在功率和功率因数，并以此作为补偿电容器的投切依据，投切动作的执行是通过32位ARM MCU控制双向晶闸管及磁保持继电器来完成的。
[0007]本实用新型所具有的有益效果是:
[0008]1、基于32位ARM MCU设计，较8位单片机其运算能力显著增强，因此可以对系统电压、电流进行精度更高的计算，所以能保证对负载的无功变化及时作出响应，避免因为运算能力弱带来的延迟所导致的电容器误动作；
[0009]2、基于32位ARM MCU设计，依托其强大的数据处理能力，快速实现对系统电压、电流的2-30次谐波分析运算，因此可以在智能电容器中实现谐波保护功能，消除高次谐波对电容器的影响，避免低压补偿电容器的损坏，延长其使用寿命，并可根据需要制作消除谐波型智能电容器，能有效的抑制高次谐波和涌流，保护电路及低压补偿电容器，避免过载。
[0010]3、基于32位ARM MCU设计，可以设计更加复杂高效的投切策略，实践证明低端8位单片机仅依据功率因数的大小所制定的控制策略无法满足当前供电系统日益复杂的无功需求，本实用新型采用高度优化投切策略，运行可靠性高，并提供全波或基波算法来调整系统无功功率的评估策略，支持“电压优先”和“无功功率优先”两种无功补偿控制策略进行电容器的投切，以满足供电现场不同的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为实以32位ARM MCU为核心的智能电容器系统结构框图；
[0012]图2为以32位ARM MCU为核心的智能电容器数据处理及控制流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述:
[0014]如图1所示的高运算力智能电容器，以32位ARM MCU为核心，母线电流、电压信号经信号调理电路进入32位ARM MCU, 32位ARM MCU同时与网络通信单元和人机交互单元通信连接；32位ARM MCU通过复合投切开关连接低压补偿电容器。
[0015]工作原理:
[0016]如图2所示，母线系统电压、电流经互感器转换为原始信号后经信号调理电路后，由32位ARM MCU直接进行A/D同步采样转换，每工频周波采样64点，采样数据经FIR软件滤波，然后以FFT算法计算出母线各相系统电压、电流、及电压和电流间的相位差、电压电流的各次谐波分量，据此计算出系统无功、有功、视在功率、功率因数，所计算出的无功功率即为系统无功缺额，并以此作为补偿电容器的投切依据，32位ARM MCU通过控制双向晶闸管及磁保持继电器来完成投切电容的动作执行，然后系统重新采集分析当前母线实时无功功率状态，以实现补偿电容器的快速、实时、精确投切。
[0017]上述实施案例仅是为清楚本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对属于本实用新型的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高运算力智能电容器，其特征是，包括32位ARM MCU，母线电流、电压信号经信号调理电路进入32位ARM MCU，32位ARM MCU同时与网络通信单元和人机交互单元通信连接；32位ARM MCU通过复合投切开关连接低压补偿电容器。
2.根据权利要求1所述的高运算力智能电容器，其特征是，所述的复合投切开关为双向晶闸管及磁保持继电器并联。
【文档编号】H02J3/18GK203747427SQ201320849014
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】陈津, 马凯, 栾庆宏, 刘海龙 申请人:淄博康润电气有限公司