一种新型可控连续无功补偿系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种可对电网进行连续无功补偿的新型系统，属于电力电气设备技术领域。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的不断发展，电力系统可靠性成了人们越来越关注的问题。我国的发电站往往与大城市相距较远，需要长距离，多层次的电网，才能完成送电任务。但随着距离的加长和网络的日益复杂化，由负荷波动带来的不稳定因素也日益加剧，同时随着电网电压等级的升高，对无功的需求变化很大。
[0003]目前的无功补偿方式主要有并联电抗器、并联电容器、静止无功补偿器、静止同步补偿器和同步调相机。但是晶闸管并联电抗器维护成本高，控制技术难度大，失真系数大；并联电容器投切次数有限，只能成组投切，不能连续变化；静止无功补偿器产生的谐波较大，基波损耗高，投资成本和占地面积都比较大；静止同步补偿器由于使用了较多数量的大容量全控型元件，其价格高，电力电子控制对电网质量污染；同步调相机为旋转电机，体积大，噪声大，造价高，不易维护，不适合低压用户使用。可见，现有无功补偿方式都不能在兼顾可靠性及成本的情况下，进行连续无功补偿，且不会对电网造成额外的污染。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种新型无功补偿系统，该系统可进行连续无功补偿；并且没有电子电子控制对电网造成污染，同时提高了可靠性；且与原有电网相比成本并没有增加；同时可根据用户需求，实时进行补偿方案调节。
[0005]本发明的新型可控连续无功补偿系统的技术方案如下:
[0006]一种新型可控连续无功补偿系统，包括上位机、数字信号处理器DSP、电容器、磁控变压器、直流电源及若干传感器。DSP作为中央控制单元，根据上位机的用户控制需求，及根据传感器所反馈的现有网侧和用户侧的电网实际情况，进行分析并输出控制信号；控制信号通过驱动电路直接控制直流电源的输出，实现对磁控变压器感性无功补偿的连续控制；结合电容器的容性无功补偿，最终实现系统对电网的连续无功补偿。同时，该系统在进行无功补偿的同时，利用磁控变压器实现功率传递功能。
[0007]所述新型可控连续无功补偿系统，在完成无功补偿的同时，也实现变压器的功能，因为在成本上并没有增加。
[0008]所述系统主要对感性无功进行实时和连续的调节，结合固定的容性无功补偿，最终实现了无功补偿的连续调节，即完成了所需连续无功调节的功能又尽可能地简化了系统的结构。
[0009]所述DSP作为中央控制单元，其所要完成的功能为与上位机通讯、用户侧和电网侧电网情况的数据采集、分析计算、发出控制信号。因为，在实现功能的基础上，中央控制单元可采用可编程逻辑控制单元PLC、数字信号处理器DSP、单片机MCU、ARM等。
[0010]所述传感器可根据功能需求和中央控制单元的运算能力，采用电压传感器、电流传感器、相位传感器或功率传感器等。
[0011]所述上位机与DSP之间的通讯，可通过RS232、RS485、有线网络、无线网络、短信等方式实现。
[0012]本发明所带来的有益效果如下:
[0013]与现有技术相比，本发明利用可控连续感性无功和不可控容性无功相结合，提供了一种可实现连续无功补偿的系统，且可以根据用户需求实现不同的无功补偿功能。同时，在无功补偿的同时，兼顾了电网功率传递的功率。不仅良好地实现了连续无功补偿和功率传递的功能，且尽可能简化了系统结构，提高了可靠性和降低了成本。
【附图说明】
[0014]图1为新型可控连续无功补偿系统的原理图；
[0015]图2为DSP网侧及用户侧电网数据处理子程序流程图；
[0016]图3为DSP无功调节控制信号输出子程序流程图；
[0017]图4为DSP主程序流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
[0019]图1为新型可控连续无功补偿系统的原理图。系统包括了一台作为上位机的触摸屏、一台磁控变压器、一组并联电容器、一个DSP控制单元、一个可控直流电源、若干传感器。DSP为核心控制器件，控制整个系统的运行状态。用户通过触摸屏选择所需控制功能，通过无线网络向DSP发出指令。DSP收到指令后，同时根据传感器所反馈的电压、电流和相位信号进行判断与分析，发出控制信号；控制信号输出给直流电源，进行直流电输出大小的控制，实现感性无功的调节。并且，DSP根据传感器反馈的电压、电流和相位等信号，判断是否满足上位机的控制需求，并将实际控制情况反馈给上位机进行判断，是否需要调节控制需求。
[0020]DSP的核心中央控制程序主要由数据分析处理子程序、控制信号计算输出子程序和主程序构成，见图2?图4。图2为DSP网侧及用户侧电网数据处理子程序流程图；图3为DSP无功调节控制信号输出子程序流程图；图4为DSP主程序流程图。
[0021]图2为DSP网侧及用户侧电网数据处理子程序流程图。DSP对传感器输入的网侧及用户侧的电压和电流信息进行AD采用；对采用所得的数据进行滤波与计算与分析，得到网侧及用户侧的电压和电流有效值、谐波分量、相位和功率等信息；将计算分析所得数据信息进行存贮。
[0022]图3为DSP无功调节控制信号输出子程序流程图。DSP读取图2子程序所得的数据分析结果和图4主程序所得的上位机命令；根据现有电网数据和上位机命令，计算是否需要进行无功补偿和所需进行无功补偿量；根据所需无功补偿，基于磁控变压器和电容器联合模型，计算得到直流电源所需控制信号；存贮控制信号并输出给直流电源。
[0023]图4为DSP主程序流程图。DSP读取图2子程序所得的数据分析结果，并上传给上位机；上位机根据实际数据，给出控制命令，DSP对此控制命令进行接收；DSP对控制命令进行存贮，供图3子程序读取；同时读取控制信号；随后又开始读取图2子程序所得的数据分析结果，并上传给上位机，并且不断循环。
[0024]通过图2、图3的子程序和图4的主程序，DSP实现整个连续可控无功补偿系统的软件算法。
[0025]可见，本新型可控连续无功补偿系统，可以根据用户需求实现不同的连续无功补偿功能；同时，在无功补偿的同时，兼顾了电网功率传递的功率。并且没有大功率电子电子器件与电网相连，不会因为电力电子器件的开关对电网造成污染。不仅良好地实现了连续无功补偿和功率传递的功能，且尽可能简化了系统结构，提高了可靠性和降低了成本。
【主权项】
1.一种新型可控连续无功补偿系统，包括上位机、DSP、电容器、磁控变压器、直流电源及若干传感器。DSP作为中央控制单元，根据上位机的用户控制需求，及根据传感器所反馈的现有网侧和用户侧的电网实际情况，进行分析并输出控制信号；控制信号通过驱动电路直接控制直流电源的输出，实现对磁控变压器感性无功补偿的连续控制。2.根据权利要求1中所述的新型连续可控无功补偿系统，其特征在于所述连续无功补偿由可控连续感性无功补偿和不可控容性无功补偿相结合实现。3.根据权利要求1中所述的新型连续可控无功补偿系统，其特征在于控制基于网侧电网信息、用户侧电网信息和上位控制命令，实现所需连续无功补偿或不进行无功补偿。
【专利摘要】一种新型可控连续无功补偿系统，包括上位机、DSP、电容器、磁控变压器、直流电源及若干传感器。DSP作为中央控制单元，根据上位机的用户控制需求，及根据传感器所反馈的现有网侧和用户侧的电网实际情况，进行分析并输出控制信号；控制信号通过驱动电路直接控制直流电源的输出，实现对磁控变压器感性无功补偿的连续控制；结合电容器的容性无功补偿，最终实现系统对电网的连续无功补偿。同时，该系统在进行无功补偿的同时，利用磁控变压器实现功率传递功能。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN105429156
【申请号】CN201510999226
【发明人】王传勇, 朱莉, 王承民, 王坤, 杨凤文, 陈宁, 康文文, 韩蓬, 张健, 王朋朋, 刘涌, 代二刚, 孙宝峰
【申请人】国网山东省电力公司枣庄供电公司, 国家电网公司, 上海博英信息科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月28日