专利名称：一种柔性无功补偿装置的控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无功补偿装置，尤其是涉及一种用于低压配电系统中柔性无功补偿装置的控制电路。
背景技术：
我国的电网主要依靠电压等级进行区分，其中66kV/110kV被称为高压配电系统，20kV/10kV/6kV为中电压配电系统，而220V/380V为低电压配电系统。配电系统中广泛存在的问题是供电可靠性、电能质量问题以及传输效率问题。其中的传输效率是指配电系统输送至用户的电能，与从输电网络中获得的电能的比值。输送效率与多种因素相关，其中一个重要问题就是无功补偿问题。交流电在通过实际负载时，由于其不可能是纯容性或纯感性的原因，使得有相当部分电能不做功而被消耗，成为无功功率，因此需要对线路中的无功功率进行补偿，这便是无功补偿需要完成的任务。采用合理方式对用电设备进行无功功率的补偿有以下效果向电力系统提供或从系统中吸收无功功率，稳定受电端及电网的电压；改善输电系统的稳定性，提高输电能力；提高发电机的有功输出能力；降低各种设备发热，提闻设备利用率等。在区域电网中，一般采用分级投切电容器组的方式来补偿系统无功，改善功率因数，这种方式只能向系统提供容性无功，并且不能随负载的变化而实现快速精确调节，在保证母线功率因数的同时，容易造成向系统倒送无功，抬高母线电压，危害用电设备及系统稳定性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种柔性无功补偿装置的控制电路，该控制电路能够根据输入的无功功率信号，准确产生逆变电路的驱动信号，从而实现高效的无功补偿。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种柔性无功补偿装置的控制电路，该控制电路连接用于采集电压、电流信号的互感器以及用于进行无功补偿输出的逆变电路，包括信号处理单元、无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元，所述的信号处理单元、无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元依次连接；所述的信号处理单元将输入控制电路的模拟信号转换为数字信号并发送至无功功率解析单元进行无功分离，无功功率解析单元分离出无功功率后，由滞环比较控制单元将该无功功率与逆变电路输出的无功功率进行比较，输出驱动脉冲信号至驱动单元，驱动单元根据驱动脉冲信号输出PWM脉冲驱动逆变电路输出无功功率。所述的控制电路包括DSP芯片和ARM芯片。所述的DSP上设有标准化接口，用于与上位机连接，实现数据分析和储存管理。所述的标准化接口为RS232接口、RS485接口、以太网接口和CAN接口。
与现有技术相比，本发明通过DSP可以实现无功功率分离，将其与装置补偿的无功功率进行比较，从而快速准确地输出驱动信号，控制逆变模块调节补偿无功功率的输出，达到最佳的无功补偿效果；此外，DSP上设有标准化接口，可以与上位机连接，实现数据分析和储存管理，提高整个无功补偿装置的运行效率。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例如图1所示，一种柔性无功补偿装置的控制电路，该控制电路连接用于采集电压、电流信号的互感器以及用于进行补偿无功功率的逆变电路。所述的控制电路可以通过一个DSP芯片及一个ARM芯片实现，包括信号处理单元1、无功功率解析单元2、滞环比较控制单元3和驱动单元4，所述的信号处理单元1、无功功率解析单元2、滞环比较控制单元3和驱动单元4依次连接实现柔性无功补偿装置的输出控制功能。该控制电路的具体工作原理为信号处理单元I将输入控制电路的模拟信号转换为数字信号并发送至无功功率解析单元2进行无功功率成分分离，无功解析单元分2离出无功信号中的无功功率后，由滞环比较控制单元3将该无功功率与逆变电路输出的无功功率进行比较，并输出驱动脉冲信号至驱动单元4，驱动单元4根据驱动脉冲信号输出PWM脉冲信号驱动逆变电路输出补偿无功功率。在整个控制流程中，对柔性无功补偿装置内的直流电压及发出补偿无功功率形成双闭环控制，从而可以稳定动态地实现无功功率补偿，其采用的控制方法为直接电流控制，直接电流控制方式的响应速度和控制精度都较高。系统采用了直接电流控制的滞环比较方式，它将补偿无功功率的参考值与装置实际电流输出值之差输入到具有滞环特性的比较器，通过比较器的输出来控制开关的开合，从而实现实时无功补偿的功能。滞环比较方式，具有不依赖负载参数和无条件稳定、输出电流波形中不含特定频率的谐波分量等优点。此外，DSP上设有标准化接口，可以与上位机连接，实现数据分析和储存管理，提高整个无功补偿装置的运行效率。这些标准化接口包括RS232接口、RS485接口、以太网接口和CAN接口。与现有技术相比，本发明通过DSP可以实现无功功率成分的分离，从中分离出无功成分与补偿的无功功率进行比较，从而快速准确地输出驱动信号，控制逆变模块调节补偿无功功率的输出，达到最佳的无功补偿效果；此外，DSP上设有标准化接口，可以与上位机连接，实现数据分析和储存管理，提高整个无功补偿装置的运行效率。
权利要求
1.一种柔性无功补偿装置的控制电路，该控制电路连接用于采集电压、电流信号的互感器以及用于进行补偿无功功率的逆变电路，其特征在于，包括信号处理单元、无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元，所述的信号处理单元、无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元依次连接； 所述的信号处理单元将输入控制电路的模拟信号转换为数字信号并发送至无功功率解析单元进行无功分离，无功功率解析单元解析出无功功率后，由滞环比较控制单元将该无功功率与逆变电路输出的无功功率进行比较，生成驱动脉冲信号并输出至驱动单元，驱动单元根据驱动脉冲信号输出PWM脉冲信号驱动逆变电路输出补偿无功功率。
2.根据权利要求1所述的一种柔性无功补偿装置的控制电路，其特征在于，所述的控制电路包括DSP芯片和ARM芯片。
3.根据权利要求2所述的一种柔性无功补偿装置的控制电路，其特征在于，所述的DSP上设有标准化接口，用于与上位机连接，实现数据分析和储存管理。
4.根据权利要求3所述的一种柔性无功补偿装置的控制电路，其特征在于，所述的标准化接口为RS232接口、RS485接口、以太网接口和CAN接口。
全文摘要
本发明涉及一种柔性无功补偿装置的控制电路，该控制电路连接用于采集无功功率信号的电压、电流互感器以及用于进行补偿无功功率输出的逆变电路，包括信号处理单元、无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元，所述的信号处理单元、无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元依次连接。与现有技术相比，本发明能够根据计算得到的无功功率信号，准确产生逆变电路的驱动信号，从而实现高效的无功补偿。
文档编号H02J3/18GK103066611SQ20121056683
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月23日 优先权日2012年12月23日
发明者陈勇, 盛连军, 苏国豪, 吴家华, 张建兴, 包虎平 申请人:上海市电力公司, 江苏方程电力科技有限公司, 国家电网公司