专利名称：一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于无功补偿的领域的高压静止无功发生器SVG，采用恒电压控制及61850通讯规约，可实现FC自动投切，可两套SVG并列运行。
背景技术：
静止无功发生器(SVG)是当今无功补偿领域最新技术的代表，是当前世界上最先进也是最复杂的补偿技术产品，在响应速度、稳定电网电压、降低系统损耗、增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减少占地面积等多方面具有优越的性能。SVG并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需无功功率。静止无功发生器也称为静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，简禾尔 STATCOM)。SVG的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件(如IGBT)组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器， 采用恒电压控制、可实现61850通讯规约及FC自动投切，可两套SVG并列运行。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器，采用全控型大功率电力电子器件组成H桥功率单元，多个结构相同的H桥功率单元组成变流链，每一个变流链为一相，每一相经过电抗器并联在电网上；通过调节交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，使高压静止无功发生器SVG装置吸收或者发出满足要求的无功电流， 实现动态无功补偿的目的。所述的高压静止无功发生器SVG装置采用恒电压控制，可有效的对电网进行无功补偿，还可以在补偿无功的同时有效抑制母线电压的波动；通过采集母线侧的电压信号，实时跟踪母线电压波动情况，当母线电压超过额定范围时，则对母线电压进行补偿。所述的高压静止无功发生器SVG装置不仅能提供标准的M0DBUS、104通讯规约外， 还支持IEC61850通讯规约，通过通讯转换器，在用户IEC61850规约和MODBUS规约之间进行转换，满足用户越来越多的对IEC61850通讯协议的要求。所述的高压静止无功发生器SVG装置为冗余设置，两套设备一主一从，主设备通过采集补偿侧PT、CT信号，进行无功分析和同步运算，两套设备输出侧霍尔电流互感器电流信号互采，并通过标准485接口进行通讯；主设备进行无功计算分析，根据补偿侧无功大小动态调节两套设备的补偿容量，并动态跟踪从设备运行情况，当一套设备故障时，立刻由另一套设备承担全部补偿功能。
所述的高压静止无功发生器SVG装置配合FC滤波装置时，SVG装置可以根据补偿侧电网情况，对FC滤波装置进行自动投切，并可以根据用户要求，进行设备自动投切，和用户手动投切功能的转换。与现有技术相比，本发明的有益效果是1、补偿功能多样化，可实现无功功率补偿、谐波电流补偿、负序电流补偿、综合补偿等；2、采用最先进数字信号处理器DSP和现场可编程门陈列FPGA，大幅度提高通讯的可靠性和系统响应时间；3、军工级别的通讯误码侦别技术，确保系统通讯的可靠性及安全性；4、冗余性设计和模块化设计，满足系统高可靠性的要求；5、基于瞬时无功功率理论的电流检测技术；6, PWM电流跟踪控制技术；7、直流侧电压平衡控制技术；8、直接电流控制，动态响应快，响应时间最快可达5ms ；9、SVG装置为冗余设置，当一套设备故障时，立刻由另一套设备承担全部补偿功能。
图1是本发明高压静止无功发生器SVG装置的主接线图；图2是SVG装置的拓扑结构图；图3是功率单元的结构图；图4是SVG装置恒电压控制原理图；图5是控制结构图；图6是冗余设计的SVG与电网连接图。
具体实施例方式见图1、图2、图3，一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器，采用大功率电力电子器件组成H桥功率单元，多个结构相同的H桥功率单元组成变流链，每一个变流链为一相，每一相经过电抗器并联在电网上；通过调节交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，使高压静止无功发生器SVG装置吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。所述的大功率电力电子器件为IGBT、IECT等全控型器件。见图4，高压静止无功发生器SVG装置采用恒电压控制，可有效的对电网进行无功补偿，还可以在补偿无功的同时有效抑制母线电压的波动；通过采样单元采集母线侧的电压或电流信号，实时跟踪母线电压波动情况，当母线电压超过额定范围时，则通过控制单元发出控制信号给触发单元对母线电压进行补偿。见图5，高压静止无功发生器SVG装置不仅能提供标准的M0DBUS、104通讯规约外， 还支持IEC61850通讯规约，通过通讯转换器，在用户IEC61850规约和MODBUS规约之间进行转换，满足用户越来越多的对IEC61850通讯协议的要求。
控制单元以DSP处理器为控制核心，分别通过地址总线和数据总线与CPLD芯片、 A/D模块、D/A模块、随机存储器、RAM存储器、RS485控制器、IEC61850控制器、MODBUS总线控制器、及电源模块相连接。所述的CPLD芯片用于扩展DSP的控制信号和I/O接口，显示控制板运行状态，连接拨码开关给定控制板地址等。所述的DSP处理器是控制核心，分别通过地址总线和数据总线控制其他控制器工作，所述的DSP处理器还连接有随机存储器；所述的CPLD芯片用于扩展DSP的控制信号和IO接口。DSP处理器采用TI公司的TMS320F28335芯片，它具有150MHz的高速处理能力，具备32位浮点处理单元，6个DMA通道支持ADC、McBSP和EMIF，有多达18路的PWM输出，其中有6路为TI特有的更高精度的PWM输出(HRPWM)，12位16通道ADC。得益于其浮点运算单元，用户可快速编写控制算法而无需在处理小数操作上耗费过多的时间和精力，从而简化软件开发，缩短开发周期，降低开发成本。见图6，高压静止无功发生器SVG装置为冗余设置，两套设备一主一从，主SVG设备通过采集补偿侧PT、CT信号，进行无功分析和同步运算，主SVG和从SVG两套设备输出侧霍尔电流互感器电流信号互采，并通过标准485接口进行通讯；主SVG设备进行无功计算分析，根据补偿侧无功大小动态调节两套设备的补偿容量，并动态跟踪从设备运行情况，当一套设备故障时，立刻由另一套设备承担全部补偿功能。高压静止无功发生器SVG装置配合FC滤波装置时，SVG装置可以根据补偿侧电网情况，对FC滤波装置进行自动投切，并可以根据用户要求，进行设备自动投切，和用户手动投切功能的转换。
权利要求
1.一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器，其特征在于，采用全控型大功率电力电子器件组成H桥功率单元，多个结构相同的H桥功率单元组成变流链，每一个变流链为一相，每一相经过电抗器并联在电网上；通过调节交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，使高压静止无功发生器SVG装置吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
2.根据权利要求1所述的一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器， 其特征在于，所述的高压静止无功发生器SVG装置采用恒电压控制，可有效的对电网进行无功补偿，还可以在补偿无功的同时有效抑制母线电压的波动；通过采集母线侧的电压信号，实时跟踪母线电压波动情况，当母线电压超过额定范围时，则对母线电压进行补偿。
3.根据权利要求1所述的一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器， 其特征在于，所述的高压静止无功发生器SVG装置不仅能提供标准的M0DBUS、104通讯规约外，还支持IEC61850通讯规约，通过通讯转换器，在用户IEC61850规约和MODBUS规约之间进行转换，满足用户越来越多的对IEC61850通讯协议的要求。
4.根据权利要求1所述的一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器， 其特征在于，所述的高压静止无功发生器SVG装置为冗余设置，两套设备一主一从，主设备通过采集补偿侧PT、CT信号，进行无功分析和同步运算，两套设备输出侧霍尔电流互感器电流信号互采，并通过标准485接口进行通讯；主设备进行无功计算分析，根据补偿侧无功大小动态调节两套设备的补偿容量，并动态跟踪从设备运行情况，当一套设备故障时，立刻由另一套设备承担全部补偿功能。
5.根据权利要求1所述的一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器， 其特征在于，所述的高压静止无功发生器SVG装置配合FC滤波装置时，SVG装置可以根据补偿侧电网情况，对FC滤波装置进行自动投切，并可以根据用户要求，进行设备自动投切， 和用户手动投切功能的转换。
全文摘要
本发明涉及一种能实现并列运行的恒电压控制的高压静止无功发生器，采用全控型大功率电力电子器件组成H桥功率单元，多个结构相同的H桥功率单元组成变流链，每一个变流链为一相，每一相经过电抗器并联在电网上；通过调节交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，使高压静止无功发生器SV6装置吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。本发明高压静止无功发生器采用恒电压控制、可实现61850通讯规约及FC自动投切，可两套SV6并列运行。
文档编号H02J3/18GK102496939SQ20111039329
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者吴超, 安光辉, 张建军, 李旷, 李继明, 李良杰, 梁东, 牛冠清, 王继浩, 甘景福, 蔺博, 韩旭, 高俊福, 魏斌 申请人:华北电网有限公司唐山供电公司, 荣信电力电子股份有限公司