专利名称：低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置及其补偿方法
技术领域：
本发明涉及无功补偿控制装置及其补偿控制方法，尤其涉及低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置及其补偿方法。
背景技术：
传统的TSC (晶闸管投切电容)无功补偿系统的无功算法方法仍停留在早期的均方根算法上，先进一点的用移相算法方法，近年也有采用傅式算法的，而这些算法方法至少都需要一个周波且算法复杂，占用控制系统资源多，因此响应时间慢，在无功频繁突变环境下补偿速度达不到要求(如弧光焊机等)。为了提高响应速度有的TSC (晶闸管投切电容)控制器往往采用价格不菲的DSP控制芯片以及高端的16位或32位单片机来设计TSC (晶闸管投切电容)控制器，这样又增加了成本和维护难度并且制造困难。
发明内容
有鉴于此，本发明有必要提供一种响应速度较佳的低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置及其补偿方法。本发明是这样实现的，一种低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置，其应用于低压无功补偿晶闸管投切电容补偿系统中，该补偿系统包括:两采样点无功算法控制器，其包括电流采样输入端、电压采样输入端、以及多个投切电平输出端，其中，电流采样输入端与低压母线电性连接而采样该低压母线的电流，电压采样输入端与低压母线电性连接而采样该低压母线的电压；多个晶闸管开关，每个晶闸管开关包括控制端、第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，其中，该控制端电性连接于一个该投切电平输出端，该第一、第二输入端均电性连接于该低压母线；多个扼流圈，其一端分别电性连接于多个第二输出端；多个补偿电容，其一端分别电性连接该多个扼流圈的另一端，且还分别电性连接于多个第一输出端，该多个补偿电容的另一端电性接地；其中，该补偿装置嵌入于该两采样点无功算法控制器中，该补偿装置包括:采样模块，其用于采样低压母线上的电流、电压，获得第K次和第K+1次采样电压、电流，其中，K和K+1指电压和电流前后两次的采样点；计算模块，其用于根据第K次和第K+1次采样电压、电流计算出需要补偿的无功量;查找模块，其用于根据该无功量循环查找最佳的补偿电容组合投切；控制模块，其用于根据最佳的补偿电容组合，输出至少一个投切电平控制信号控制相应的晶闸管开关的导通，将相应的补偿电容与低压母线连通，实现最佳的补偿电容组合与低压母线连通，达到补偿低压母线无功量的目的。作为上述方案的进一步改进，该计算模块还包括:
定义模块,其用于定义电压和电流表达式为u=Umsincot, i=Imsin (ω t_ Θ )，则第K次和第 K+1 次采样电压、电流分别为 Uk= UmSincotk, ik= Imsin(cotk-0) ；uk+1= Umsincotk+1=Umsin (ω ,+ ω Ts)，ik+1= IniSin (ω tk+「Θ ) = Imsin (ω tk+ω Ts- Θ )；相乘模块，其用于将第K次采样电压与第K+1次采样电流相乘得
权利要求
1.一种低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置，其应用于低压无功补偿晶闸管投切电容补偿系统中，该补偿系统包括: 两采样点无功算法控制器，其包括电流采样输入端、电压采样输入端、以及多个投切电平输出端，其中，电流采样输入端与低压母线电性连接而采样该低压母线的电流，电压采样输入端与低压母线电性连接而采样该低压母线的电压； 多个晶闸管开关，每个晶闸管开关包括控制端、第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，其中，该控制端电性连接于一个该投切电平输出端，该第一、第二输入端均电性连接于该低压母线； 多个扼流圈，其一端分别电性连接于多个第二输出端； 多个补偿电容，其一端分别电性连接该多个扼流圈的另一端，且还分别电性连接于多个第一输出端，该多个补偿电容的另一端电性接地； 其特征在于，该补偿装置嵌入于该两采样点无功算法控制器中，该补偿装置包括: 采样模块，其用于采样低压母线上的电流、电压，获得第K次和第K+1次采样电压、电流，其中，K和K+1指电压和电流前后两次的采样点； 计算模块，其用于根据第K次和第K+1次采样电压、电流计算出需要补偿的无功量； 查找模块，其用于根据该无功量循环查找最佳的补偿电容组合投切； 控制模块，其用于根据最佳的补偿电容组合，输出至少一个投切电平控制信号控制相应的晶闸管开关的导通，将相应的补偿电容与低压母线连通，实现最佳的补偿电容组合与低压母线连通，达到补偿低压母线无功量的目的。
2.如权利要求1所述的低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置，其特征在于，该计算模块还包括: 定义模块，其用于定义电压和电流表达式为U=UmSincot, i=Imsin(co t- Θ )，则第K次和第 K+1 次采样电压、电流分别为
3.—种低压无功补偿晶闸管投切电容补偿方法，其应用于低压无功补偿晶闸管投切电容补偿系统中，该补偿系统包括以下步骤: 两采样点无功算法控制器，其包括电流采样输入端、电压采样输入端、以及多个投切电平输出端，其中，电流采样输入端与低压母线电性连接而采样该低压母线的电流，电压采样输入端与低压母线电性连接而采样该低压母线的电压； 多个晶闸管开关，每个晶闸管开关包括控制端、第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，其中，该控制端电性连接于一个该投切电平输出端，该第一、第二输入端均电性连接于该低压母线； 多个扼流圈，其一端分别电性连接于多个第二输出端； 多个补偿电容，其一端分别电性连接该多个扼流圈的另一端，且还分别电性连接于多个第一输出端，该多个补偿电容的另一端电性接地； 其特征在于，该补偿方法包括: 采样低压母线上的电流、电压，获得第K次和第K+1次采样电压、电流，其中，K和K+1指电压和电流前后两次的采样点； 根据第K次和第K+1次采样电压、电流计算出需要补偿的无功量； 根据该无功量循环查找最佳的补偿电容组合投切； 根据最佳的补偿电容组合，输出至少一个投切电平控制信号控制相应的晶闸管开关的导通，将相应的补偿电容与低压母线连通，实现最佳的补偿电容组合与低压母线连通，达到补偿低压母线无功量的目的。
4.如权利要求3所述的低压无功补偿晶闸管投切电容补偿方法，其特征在于，该计算步骤还包括以下步骤: 定义电压和电流表达式为U=UmSin ω t，i=Imsin (ω t_ θ )，则第K次和第K+1次采样电压、电流分别为 Uk= UmSincotk, ik= lmsin(cotk_0) ；uk+1= Umsincotk+1= Umsin (ω tk+ω Ts),ik+1= iXcotk+r Θ )= IniSin (ω ,+ ωTs-Θ )； 将第K次采样电压与第K+1次采样电流相乘得
全文摘要
本发明涉及一种低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置及其补偿方法。该补偿装置包括采样模块，其用于采样低压母线上的电流、电压，获得第K次和第K+1次采样电压、电流，其中，K和K+1指电压和电流前后两次的采样点；计算模块，其用于根据第K次和第K+1次采样电压、电流计算出需要补偿的无功量；查找模块，其用于根据该无功量循环查找最佳的补偿电容组合投切；控制模块，其用于根据最佳的补偿电容组合，输出至少一个投切电平控制信号控制相应的晶闸管开关的导通，将相应的补偿电容与低压母线连通，实现最佳的补偿电容组合与低压母线连通，达到补偿低压母线无功量的目的。本发明的优点在于响应速度较佳。本发明还涉及该补偿装置的补偿方法。
文档编号H02J3/18GK103199540SQ20131005585
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月21日 优先权日2013年2月21日
发明者李瑜 申请人:安徽天沃电气技术有限公司