一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统，首先利用采集功率单元获取功率单元的直流母线的电压，获得采样电压信号，将其转换为直流电压信号，对直流电压信号进行模数转换得到电压值，通过第一发送单元和第二接收单元将电压值输出到数模转电路，数模转换电路根据电压值输出直流电压信号，再对根据直流电压信号得到采样电压信号，将采样电压信号与其他功率单元输出的采样电压信号进行平均，得到的平均值与采样电压信号进行比较，根据比较结果输出控制信号，驱动单元根据控制信号控制放电开关的通断，以此在功率单元的直流母线的正负极之间切换放电电阻，以此完成对链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压控制。
【专利说明】一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及高压输电【技术领域】，更具体地说，涉及一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统。
【背景技术】
[0002]静止无功发生器SVG广泛应用在高压无功补偿领域猛，技术上日趋成熟，应用越来越广。该装置可以根据电网电压情况自动调节输出的无功功率，响应速度快，且可以实现无极精确补偿。
[0003]链式SVG在运行时，其功率单元的直流母线电压必须保持平衡，否则会降低系统的可靠性，增大谐波的输出，因此必须对链式SVG的功率单元的直流母线的电压进行均压控制。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本申请提供一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压控制系统，以控制功率单元之间的直流母线电压保持平衡。
[0005]为了实现上述目的，现提出的方案如下:
[0006]一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统，包括:
[0007]采样单元，用于根据所示链式静止无功发生器的功率单元的直流母线的电压输出米样电压信号；
[0008]第一调理单元，与所述采样单元相连接，用于根据所述采样电压信号输出直流电压信号；
[0009]模数转换电路，与所述第一调理单元相连接，用于根据所述电压信号输出电压值；
[0010]第一发送单元，与所述模数转换电路相连接，用于输出所述电压值；
[0011]第一接收单元，与所述第一发送单元相连接，用于接收所述电压值；
[0012]数模转换电路，与是第一接收单元相连接，用于根据所述电压值输出所述直流电压信号；
[0013]第二调理单元，与所述数模转换电路相连接，用于根据所述直流电压信号输出所述米样电压信号；
[0014]平均值单元，与所述第二调理单元相连接，用于根据所述采样电压信号和其他功率单元输出的采样电压信号输出平均采样电压信号；
[0015]电压比较单元，分别与所述第二调理单元、平均值单元相连接，用于对所述采样电压信号的电压与所述平均采样电压信号的电压进行比较并输出控制信号；当所述采样电压信号的电压高于所述平均采样电压信号时输出的控制信号为高电平，当所述直流电压信号低于所述平均直流电压信号时输出的控制信号为低电平；
[0016]第二发送单元，与所述电压比较单元相连接，用于输出所述控制信号；[0017]第二接收单元，与所述第二发动单元相连接，用于接收所述控制信号；
[0018]放电电阻，一端与所述直流母线的正极相连接；
[0019]放电开关，两端分别与所述放电电阻的另一端、所述直流母线的负极相连接；
[0020]驱动单元，与所述第二接收单元相连接，用于根据所述控制信号的电平输出控制所述放电开关的状态，当所述控制信号为高电平时控制所述放电开关闭合，当所述控制信号为低电平时控制所述放电开关断开。
[0021 ] 优选的，所述第一调理单元包括有源二阶低通滤波电路和运算放大电路。
[0022]优选的，所述运算放大电路包括低噪声双通道运算放大器。
[0023]优选的，所述第一发送单元为光纤发送单元；
[0024]所述第一接收单元为光纤接收单元；
[0025]所述第一发送单元与所述第一接收单元通过光纤相连接。
[0026]优选的，所述第二发送单元为光纤发送单元；
[0027]所述第二接收单元为光纤接收单元；
[0028]所述第二发送单元与所述第二接收单元通过光纤线连接。
[0029]优选的，所述放电开关为场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、功率晶体管或高压继电器。
[0030]优选的，所述放电电阻为铝壳电阻、瓷管绕线电阻或碳膜电阻。
[0031 ] 优选的，所述放电电阻的阻值为5?IOk Ω。
[0032]优选的，所述电压比较单元为迟滞比较单元。
[0033]优选的，所述平均值单元包括依次连接的反向求和模块和反向模块。
[0034]从上述技术方案可以看出，本申请公开的链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统首先利用采集功率单元获取功率单元的直流母线的电压，获得采样电压信号，然后将其转换为直流电压信号，并对直流电压信号进行模数转换得到数字化的电压值，然后通过第一发送单元和第二接收单元将电压值输出到数模转电路，数模转换电路根据电压值输出直流电压信号，然后再对直流电压信号进行变换得到采样电压信号，再将采样电压信号与其他功率单元输出的采样电压信号进行平均，然后得到的平均值与采样电压信号进行比较，根据比较结果输出控制信号，然后通过第二发送单元与第二接收单元将控制信号输出到驱动单元，驱动单元根据控制信号控制放电开关的通断，以此在功率单元的直流母线的正负极之间切换放电电阻，以此完成对链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本申请实施例公开的一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统的结构图；
[0037]图2为本申请另一实施例公开的一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统的结构图；
[0038]图3为本申请另一实施例公开的电压采样单元的结构图；
[0039]图4为本申请另一实施例公开的第一调理单元的结构图；
[0040]图5为本申请另一实施例公开的模数转换电路的结构图；
[0041]图6为本申请另一实施例公开的第一光纤发送单元的结构图；
[0042]图7为本申请另一实施例公开的第二光纤接收单元的结构图；
[0043]图8为本申请另一实施例公开的数模转换电路的结构图；
[0044]图9为本申请另一实施例公开的平均值单元的结构图；
[0045]图10为本申请另一实施例公开的电压比较单元的结构图。
【具体实施方式】
[0046]下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0047]实施例一
[0048]图1为本申请实施例公开的一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统的结构图.[0049]如图1所示，本实施例公开的均压系统包括采样单元10、第一调理单元20、模数转换电路30、第一发送单元40、第一接收到单元50、数模转换电路60、第二调理单元70、平均值单元80、电压比较单元90、第二发送单元100、第二接收单元110、驱动单元120、放电电阻R和放电开关K，其中:第一调理单元20分别与采样单元10、模数转换电路30相连接，第一发送单元40分别与模数转换电路30、第一接收单元相连接50相连接，数模转换电路60分别与第一接收单元50、第二调理单元70相连接，第二调理单元70与平均值单元80相连接，电压比较单元90分别与第二发送单元100、第二调理单元70、平均值单元80相连接，第二接收单元110分别与第二发送单元120、驱动单元120相连接，驱动单元120还与放电开关K相连接。
[0050]采样单元10用于对链式静止无功发生器的功率单元的直流母线的电压进行检测，并输出低电压的采样电压信号。
[0051]第一调理单元20用于对采样电压信号进行滤波并按预设比例进行变换，并输出直流电压信号。
[0052]模数转换电路30用于将直流电压信号进行模数转换，并输出数字化的电压值。
[0053]第一发送单元40用于接收模数转换电路30输出的电压值并将其输出。
[0054]第一接收单元50用于接收第一发动单元40输出的电压值。
[0055]数模转换电路60用于将电压值进行数模转换，转换为直流电压信号并将其输出。
[0056]第二调理单元70用于将数模转换电路60输出的直流电压信号按比例变换，得到与采样单元10输出的采样电压信号相同的采样电压信号。
[0057]平均值单元80用于接收第二调理单元70输出的采样电压信号和其他功率单元输出的采样电压信号，并求得这些采样电压信号的平均值，然后输出该平均值作为平均采样电压信号。
[0058]电压比较单元90用于将第二调理单元70输出的采样电压信号的电压与平均值单元80输出的平均采样电压信号的电压进行比较，然后根据比较结果输出控制信号。当采样电压信号的电压高于平均采样电压信号时输出的控制信号为高电平，当采样电压信号低于平均采样电压信号时输出的控制信号为低电平。
[0059]第二发送单元100接收并输出电压比较单元90输出的控制信号。
[0060]第二接收单元110用于接收第二发动单元100输出的控制信号。
[0061]放电电阻R的一端与放电开关K的一端相连接，放电电阻R的另一端与功率单元的直流母线的正极DC+相连接，放电开关的另一端与功率单元的直流母线的负极DC-相连接。
[0062]驱动单元120用于根据控制信号对放电开关K进行控制，当控制信号为高电平时控制放电开关K闭合，以对直流母线进行放电操作；当控制信号为低电平时控制放电开关K断开。
[0063]从上述技术方案可以看出，本实施例公开的链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统首先利用采集功率单元获取功率单元的直流母线的电压，获得采样电压信号，然后将其转换为直流电压信号，并对直流电压信号进行模数转换得到数字化的电压值，然后通过第一发送单元和第二接收单元将电压值输出到数模转电路，数模转换电路根据电压值输出直流电压信号，然后再对直流电压信号进行变换得到采样电压信号，再将采样电压信号与其他功率单元输出的采样电压信号进行平均，然后得到的平均值与采样电压信号进行比较，根据比较结果输出控制信号，然后通过第二发送单元与第二接收单元将控制信号输出到驱动单元，驱动单元根据控制信号控制放电开关的通断，以此在功率单元的直流母线的正负极之间切换放电电阻，以此完成对链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压控制。
[0064]实施例二
[0065]图2为本申请另一实施例公开的一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统的结构图。
[0066]如图2所示，本实施例公开的均压系统包括采样单元10、第一调理单元20、模数转换电路30、第一光纤发送单元41、第一光纤接收单元51、数模转换电路60、第二调理单元70、平均值单元80、电压比较单元90、第二光纤发送单元101、第二光纤接收单元111、驱动单元120、放电电阻R和放电开关K，其中:第一调理单元20分别与采样单元10、模数转换电路30相连接，第一光纤发送单元41分别与模数转换电路30、第一光纤接收单元51相连接，数模转换电路60分别与第一光纤接收单元51、第二调理单元70相连接，第二调理单元70与平均值单元80相连接，电压比较单元90分别与第二光纤发送单元101、第二调理单元70、平均值单元80相连接，第二光纤接收单元111分别与第二光纤发送单元101、驱动单元120相连接，驱动单元120还与放电开关K相连接。
[0067]采样单元10用于对链式静止无功发生器的功率单元的直流母线的电压进行检测，并输出低电压的采样电压信号。
[0068]如图3所示，采样单元10将直流母线的直流高电压转换为低压电子部件能够承受的低压信号，其中电阻Rl为高压电阻，或者用多个低压电阻进行串联，还可以使用线性光耦或者电阻分压配合隔离变送器。
[0069]第一调理单元20用于对采样电压信号进行滤波并按预设比例进行变换，并输出直流电压信号。
[0070]第一调理单元20包括有源二阶低通滤波电路和运算放大电路，如图4所示，有源二阶低通滤波电路用于对采样电压信号进行滤波，运算放大器用于对采样电压信号按预设比例进行放大，得到直流电压信号，放大比例优选I。运算放大器优选低噪声双通道运算放大器。
[0071]模数转换电路30用于将直流电压信号进行模数转换，并输出数字化的电压值。如图5所示，模数转换电路优选LM331，并包括一些辅助原件。
[0072]第一光纤发送单元41用于接收模数转换电路输出的电压值并将其输出。具体电路图参见图6。
[0073]如图7所示，第一光纤接收单元51用于接收第一光纤发送单元41输出的电压值。第一光纤发送单元41与第一光纤接收单元51通过光纤进行连接。
[0074]数模转换电路30用于将电压值进行数模转换，将电压值转换为直流电压信号并将其输出。如图8所示，数模转换电路包括LM331芯片和其他辅助原件。
[0075]第二调理单元70用于将数模转换电路60输出的直流电压信号按比例变换，得到与采样单元10输出的采样电压信号相同的采样电压信号。
[0076]平均值单元80用于接收第二调理单元70输出的采样电压信号和其他功率单元输出的采样电压信号，并求得这些采样电压信号的平均值，然后输出该平均值作为平均采样电压信号。如图9所示，平均值单元80包括反向求和模块和反向模块。
[0077]电压比较单元90用于将第二调理单元70输出的采样电压信号的电压与平均值单元80输出的平均采样电压信号的电压进行比较，然后根据比较结果输出控制信号。当采样电压信号的电压高于平均采样电压信号时输出的控制信号为高电平，当采样电压信号低于平均采样电压信号时输出的控制信号为低电平。电压比较单元90优选迟滞比较单元，如图10所示，迟滞比较单元包括LM393芯片和其他辅助原件。
[0078]第二光纤发送单元101接收并输出电压比较单元输出的控制信号。
[0079]第二光纤接收单元111用于接收第二光纤发送单元101输出的控制信号，第二光纤发送单元101与第二光纤接收单元111通过光纤相连接。
[0080]放电电阻R的一端与放电开关K的一端相连接，放电电阻R的另一端与功率单元的直流母线的正极DC+相连接，放电开关K的另一端与功率单元的直流母线的负极DC-相连接。放电电阻R可以为铝壳电阻、瓷管绕线电阻或者多个并联的碳膜电阻。放电电阻R的阻值优选5?IOkQ。放电开关K优选场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、功率晶体管或高压继电器。
[0081]驱动单元120用于根据控制信号对放电开关K进行控制，当控制信号为高电平时控制放电开关K闭合，以对直流母线进行放电操作；当控制信号为低电平时控制放电开关K断开。
[0082]本实施例公开的均压系统还包括功率板(未示出)和控制板(未示出)，两者分开一定距离，其中分压电阻R、分压开关K、采样单元10、第一调理单元20、数模转换电路30、第一光纤发送单元41、第二光纤接收单元111和驱动单元120均设置在功率板上。[0083]第一光纤接收单元51、数模转换电路60、第二调理单元70、平均值单元80、电压比较单元90和第二光纤发送单元101均设置在控制板上。
[0084]控制板与功率板通过两路光纤相连接。
[0085]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0086]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0087]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范 围。
【权利要求】
1.一种链式静止无功发生器的功率单元直流侧的均压系统，其特征在于，包括: 采样单元，用于根据所示链式静止无功发生器的功率单元的直流母线的电压输出采样电压信号； 第一调理单元，与所述采样单元相连接，用于根据所述采样电压信号输出直流电压信号; 模数转换电路，与所述第一调理单元相连接，用于根据所述电压信号输出电压值； 第一发送单元，与所述模数转换电路相连接，用于输出所述电压值； 第一接收单元，与所述第一发送单元相连接，用于接收所述电压值； 数模转换电路，与是第一接收单元相连接，用于根据所述电压值输出所述直流电压信号; 第二调理单元，与所述数模转换电路相连接，用于根据所述直流电压信号输出所述采样电压信号； 平均值单元，与所述第二调理单元相连接，用于根据所述采样电压信号和其他功率单兀输出的米样电压信号输出平均米样电压信号； 电压比较单元，分别与所述第二调理单元、平均值单元相连接，用于对所述采样电压信号的电压与所述平均采样电压信号的电压进行比较并输出控制信号；当所述采样电压信号的电压高于所述平均采样电压信号时输出的控制信号为高电平，当所述直流电压信号低于所述平均直流电压信号时输出的控制信号为低电平； 第二发送单元，与所述电压比较单元相连接，用于输出所述控制信号； 第二接收单元，与所述第二发动单元相连接，用于接收所述控制信号； 放电电阻，一端与所述直流母线的正极相连接； 放电开关，两端分别与所述放电电阻的另一端、所述直流母线的负极相连接； 驱动单元，与所述第二接收单元相连接，用于根据所述控制信号的电平输出控制所述放电开关的状态，当所述控制信号为高电平时控制所述放电开关闭合，当所述控制信号为低电平时控制所述放电开关断开。
2.如权利要求1所述的均压系统，其特征在于，所述第一调理单元包括有源二阶低通滤波电路和运算放大电路。
3.如权利要求2所述的均压系统，其特征在于，所述运算放大电路包括低噪声双通道运算放大器。
4.如权利要求1所述的均压系统，其特征在于，所述第一发送单元为光纤发送单元； 所述第一接收单元为光纤接收单元； 所述第一发送单元与所述第一接收单元通过光纤相连接。
5.如权利要求1所述的均压系统，其特征在于，所述第二发送单元为光纤发送单元； 所述第二接收单元为光纤接收单元； 所述第二发送单元与所述第二接收单元通过光纤线连接。
6.如权利要求1所述的均压系统，其特征在于，所述放电开关为场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、功率晶体管或高压继电器。
7.如权利要求1所述的均压系统，其特征在于，所述放电电阻为铝壳电阻、瓷管绕线电阻或碳膜电阻。
8.如权利要求7所述的均压系统，其特征在于，所述放电电阻的阻值为5~IOkQ。
9.如权利要求1所述的均压系统，其特征在于，所述电压比较单元为迟滞比较单元。
10.如权利要求1所述的均压系统，其特征在于，所述平均值单元包括依次连接的反向求和模块和反向模 块。
【文档编号】H02J3/18GK203787961SQ201320771573
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】顾硕, 梁洪, 杜建, 张文兵 申请人:海南金盘电气有限公司