静止无功发生器控制装置及无功补偿系统的制作方法

本申请涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种静止无功发生器控制装置及无功补偿系统。

背景技术：

静止无功发生器(staticvargenerator，svg)是典型的电力电子设备。svg首先通过外部电流互感器检测系统的电流，随后通过控制运算模块分析出当前的电流、如pf、s、q等。经svg控制装置输出补偿驱动信号后，电力电子逆变电路组成的逆变回路发出补偿电流。

然而，目前的svg控制装置在调节过程中只能通过当前电流数据的变化来对电路进行调节。因此，svg只可以在电流变化后进行补偿性调节，这导致了电路中的电流仍然会存在一定的波动，进而影响电能的质量。

技术实现要素：

基于此，有必要针对svg控制装置控制过程中电流仍然存在波动的问题，提供一种静止无功发生器控制装置及无功补偿系统。

一种静止无功发生器控制装置，包括：

主控装置，用于生成调控信号，所述主控装置包括机器学习处理器，所述机器学习处理器用于建立数学模型，并依据所述数学模型构建预测数据库；以及

数据采集装置，与所述主控装置电连接，用于采集电路数据并传输给所述主控装置。

所述静止无功发生器控制装置，通过设置所述机器学习处理器，可以对所述数据采集装置采集到的电路数据进行筛选、分类和存储，并依据建立的数学模型构建用于负荷预测及电压预测的预测数据库。从而在调节过程中，实现对电路的预调节，进一步避免了电路中的电流波动。

在其中一个实施例中，所述主控装置还包括：

数字信号处理器，与所述机器学习处理器电连接，用于对所述机器学习处理器的数据进行分析，并生成调控信号。

在其中一个实施例中，还包括第一通讯装置，与所述数字信号处理器电连接，用于发送所述数字信号处理器生成的调控信号。

在其中一个实施例中，所述第一通讯装置采用rs485通讯接口。

在其中一个实施例中，所述数据采集装置包括：

数据采集器，用于采集电路数据；以及

数据转换器，分别与所述数据采集器与所述机器学习处理器电连接，用于转化所述数据采集器采集的数据并传输给所述机器学习处理器。

在其中一个实施例中，还包括数据存储器，与所述主控装置电连接。

在其中一个实施例中，所述数据存储器为非易失性存储器。

在其中一个实施例中，还包括第二通讯装置，与所述主控装置电连接，用于与控制终端进行数据交换。

在其中一个实施例中，还包括电源，与所述主控装置电连接。

在其中一个实施例中，还包括人机交互装置，与所述主控装置电连接。

在其中一个实施例中，还包括外壳，定义一个容纳腔，所述主控装置和所述数据采集装置设置于所述容纳腔内。

一种无功补偿系统，包括：

静止无功发生器；以及

静止无功发生器控制装置，所述静止无功发生器控制装置包括：

主控装置，用于生成调控信号，所述主控装置包括机器学习处理器，所述机器学习处理器用于建立数学模型，并依据所述数学模型构建预测数据库；以及

数据采集装置，与所述主控装置电连接，用于采集电路数据并传输给所述主控装置。

在其中一个实施例中，所述静止无功发生器包括：

检测模块，用于检测电流；

控制模块，分别与所述检测模块和所述主控装置电连接，用于生成预调控信号；以及

输出模块，与所述控制模块电连接，用于输出所述预调控信号。

在其中一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置还包括第一通讯装置，分别与所述主控装置和所述静止无功发生器电连接，用于发送所述主控装置生成的调控信号给所述静止无功发生器。

在其中一个实施例中，还包括：控制终端，与所述静止无功发生器控制装置通讯连接。

在其中一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置还包括第二通讯装置，与所述主控装置电连接，与所述控制终端通讯连接，用于控制所述主控装置与所述控制终端进行数据交换。

在上述实施例提供的所述静止无功发生器控制装置及无功补偿系统中，所述数字信号处理器可以高速实时完成对所述机器学习处理器数据的处理，从而可以提高所述静止无功发生器控制装置对电流变化的敏感性。所述rs485通讯具有接口传输速率高、抗躁性好等优势。此外，采用所述rs485可以同时驱动多个负载。所述数据存储器可以防止所述静止无功发生器控制装置历史数据的丢失，从而提高所述静止无功发生器控制装置对电流调节的准确性。所述人机交互装置可以显示数据，便于现场的工作人员进行观察。所述外壳可以为所述静止无功发生器控制装置的内部器件提供保护。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种静止无功发生器控制装置结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种静止无功发生器控制装置俯视内部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种静止无功发生器控制装置电连接关系示意图；

图4为本申请实施例提供的一种无功补偿系统电连接关系示意图。

附图标号说明

100静止无功发生器控制装置

110主控装置

111机器学习处理器

112数字信号处理器

120数据采集装置

121数据采集器

122数据转换器

130第一通讯装置

140数据存储器

150第二通讯装置

160电源

170人机交互装置

180外壳

181容纳腔

10无功补偿系统

210静止无功发生器

211检测模块

212控制模块

213输出模块

220控制终端

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1-图3，本申请提供一种静止无功发生器控制装置100。所述静止无功发生器控制装置100包括主控装置110和数据采集装置120。所述主控装置110用于生成调控信号。所述主控装置110包括机器学习处理器111，所述机器学习处理器111用于建立数学模型，并依据所述数学模型构建预测数据库。所述数据采集装置120与所述主控装置110电连接，用于采集电路数据并传输给所述主控装置110。

所述主控装置110包括所述机器学习处理器111。所述机器学习处理器111可以建立数学模型，并结合所述数学模型和历史数据可以形成用于用户负荷预测及电压预测的预测数据库。通过所述预测数据库可以对下一时刻的电压和用户负荷进行短期的预测。所述主控装置110可以依据所述电压和用户负荷的预测生成静止无功发生器210的无功补偿控制策略，从而可以减少配电台区电压的波动。在一个实施例中，所述机器学习处理器111可以采用深圳市东芯盛科技有限公司生产的型号为lqfp64型处理器。

所述数据采集装置120的位置不作限定。所述数据采集装置120可以设置于所述主控装置110的一侧所述数据采集装置120可以采集电路数据并传输给所述主控装置110。可以理解，所述数据采集装置120可以采集待测电流和电压等数据并将所述数据转化为所述主控装置110可以处理的数据类型。所述数据采集装置120的进线端与配电变压器的出线端通过导线连接。在一个实施例中，所述数据采集装置120可以与电网中的电路电连接，并对电路的电压和电流等数据进行采集。

所述静止无功发生器控制装置100通过设置所述机器学习处理器111，可以对所述数据采集装置120采集到的电路数据进行筛选、分类和存储，并依据建立的数学模型构建用于负荷预测及电压预测的预测数据库。从而在调节过程中实现对电路的预调节，进一步避免了电路中的电流波动。

在一个实施例中，所述主控装置110还包括数字信号处理器112。所述数字信号处理器112与所述机器学习处理器111电连接，用于对所述机器学习处理器111的数据进行分析，并生成调控信号。所述主控装置110包括所述机器学习处理器111和所述数字信号处理器112。所述数字信号处理器112由大规模或超大规模集成电路芯片组成。所述数字信号处理器112可以高速实时完成对所述机器学习处理器111数据的处理，从而可以提高所述静止无功发生器控制装置100对电流变化的敏感性。在一个实施例中，所述数字信号处理器112可以采用深圳市前海新功率科技有限公司生产的型号为lqfp48型处理器。

在一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置100还包括第一通讯装置130。所述第一通讯装置130与所述数字信号处理器112电连接，用于发送所述数字信号处理器112生成的调控信号。在一个实施例中，所述第一通讯装置130采用rs485通讯接口。所述第一通讯装置130的位置不做限定。所述第一通讯装置130可以设置于所述主控装置110的一侧。所述第一通讯装置130与所述主控装置110的所述数字信号处理器112通过导线连接。所述第一通讯装置130与待控制的所述静止无功发生器210通过导线连接。可以理解，所述主控装置110产生的控制信号可以通过所述第一通讯装置130传输给所述静止无功发生器210，从而通过预操作对所述静止无功发生器210进行控制，进一步减小电流波动。所述rs485通讯接口具有传输速率高、抗噪性好等优势。此外，采用所述rs485通讯接口可以同时驱动多个负载。在一个实施例中，所述第一通讯装置130可以采用成都众山科技有限公司生产的型号为zsdr3411型通讯模块。

在一个实施例中，所述数据采集装置120包括数据采集器121和数据转换器122。所述数据采集器121用于采集电路数据。所述数据转换器122分别与所述数据采集器121与所述机器学习处理器111电连接，用于转化所述数据采集器121采集的数据并传输给所述机器学习处理器111。所述数据采集器121的进线端与配电变压器的出线端通过导线连接。在一个实施例中，所述数据采集器121可以与电网中的电路电连接，并对电路的电压和电流等数据进行采集。所述数据采集器121完成数据采集后将数据发送给所述数据转换器122。可以理解，所述数据采集器122可以为a/d转换器。所述a/d转换器通过导线分别与所述数据采集器121和所述机器学习处理器111电连接。所述a/d转换器可以将电流和电压等模拟信号转化为所述机器学习处理器111可以处理的数字信号。在一个实施例中，所述a/d转换器可以采用上海晶涛电子科技有限公司生产的型号为xynetics.inc的a/d转换器。

在一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置100还包括数据存储器140。所述数据存储器140与所述主控装置110电连接。在一个实施例中，所述数据存储器140为非易失性存储器。所述非易失性存储器可以为flash存储器。所述flash存储器与所述主控装置110通过导线连接。可以理解，所述flash存储器可以对所述主控装置110内部的数据进行存储，有效的避免数据丢失。所述flash存储器在没有电流供应的条件下也可以实现数据的长久保存。因此，采用所述flash存储器可以防止所述静止无功发生器控制装置100历史数据的丢失，从而提高所述静止无功发生器控制装置100对电流调节的准确性。

在一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置100还包括第二通讯装置150。所述第二通讯装置150与所述主控装置110电连接，用于与控制终端220进行数据交换。所述第二通讯装置150的位置不作限定。所述第二通讯装置150可以与所述第一通讯装置130并列设置于所述主控装置110的一侧。所述第二通讯装置150与所述主控装置110可以通过导线连接。所述第二通讯装置150与所述控制终端220可以通过gprs信号连接。可以理解，所述主控装置110可以通过所述第二通讯装置150与所述控制终端220保持信号连接，且所述主控装置110可以将数据通过所述第二通讯装置150传输给所述控制终端220。工作人员可以远程对所述静止无功发生器控制装置100的调节记录进行调取，同时工作人员可以远程对所述静止无功发生器控制装置100进行控制。在一个实施例中，所述第二通讯装置150可以采用深圳市信达坝电子有限公司生产的型号为sct4-yu8931的通信模块。

在一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置100还包括电源160。所述电源160与所述主控装置110电连接。所述电源160可以通过所述主控装置110为所述数据采集装置120、所述第一通讯装置130、所述数据存储器140、所述第二通讯装置150进行供电。此外，所述电源160还可以直接与所述数据采集装置120、所述第一通讯装置130、所述数据存储器140、所述第二通讯装置150通过导线连接进行供电。可以理解，所述电源160的设置可以确保所述静止无功发生器控制装置100的各个部件的良好电力供应，从而确保各个部件的运行。在一个实施例中，所述电源160可以采用深圳市玛吉自动化设备有限公司生产的型号为cj1w-scu31的可充电电源。

在一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置100还包括人机交互装置170。所述人机交互装置170与所述主控装置110电连接。所述主控装置110可以将数据发送给所述人机交互装置170。所述人机交互装置170具有人机交互显示屏。所述人机交互显示屏可以显示数据，便于现场的工作人员进行观察。在一个实施例中，所述人机交互装置170可以采用深圳市弘电显示技术有限公司生产的型号为hd080rie4235-a3的触摸显示屏。

在一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置100还包括外壳180。所述外壳180定义一个容纳腔181。所述主控装置110和所述数据采集装置120设置于所述容纳腔181内。可以理解，所述外壳180的外侧表面嵌合有所述人机交互装置170。所述主控装置110通过螺栓固定于所述容纳腔181内部。此外，所述数据采集装置120、所述第一通讯装置130、所述数据存储器140和所述第二通讯装置150均所述容纳腔181内，但上述全部器件的位置不作限定，只要可以实现相应功能即可。所述第一通讯装置130可以通过导线与外部连接。所述外壳180可以为所述静止无功发生器控制装置100的内部器件提供保护。

所述静止无功发生器控制装置100的工作原理为：所述数据采集器121可以与电网中的电路相连接，所述数据采集器121可以对电路中的电流、电压数据进行采集后将数据发送给所述数据转换器122。所述数据转换器122可以将所述数据采集器121传输的数据类型转换为所述主控装置110可以识别的类型。所述主控装置110中的所述机器学习处理器111对接收到的数据进行筛选、分类、存储，并通过学习得到数学模型。基于历史数据可以形成适用于用户负荷预测及电压预测的预测数据库。所述数字信号处理器112对数据进行分析并给出调控信号，调控信号经由所述第一通讯装置130发送给所述静止无功发生器210。因此，所述静止无功发生器210可以完成对线路中的电流以及电压进行预调节。

请一并参见图4，本申请提供一种无功补偿系统10。所述无功补偿系统10包括静止无功发生器210和静止无功发生器控制装置100。所述静止无功发生器控制装置100包括主控装置110和数据采集装置120。所述主控装置110用于生成调控信号。所述主控装置110包括机器学习处理器111，所述机器学习处理器111用于建立数学模型，并依据所述数学模型构建预测数据库。所述数据采集装置120与所述主控装置110电连接，用于采集电路数据并传输给所述主控装置110。

在一个实施例中，所述静止无功发生器210包括检测模块211、控制模块212和输出模块213。所述检测模块211用于检测电流。所述控制模块212分别与所述检测模块211和所述主控装置110电连接，用于生成预调控信号。所述输出模块213与所述控制模块212电连接，用于输出所述预调控信号。

在一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置100还包括第一通讯装置130。所述第一通讯装置130分别与所述主控装置110和所述静止无功发生器210电连接，用于发送所述主控装置110生成的调控信号给所述静止无功发生器210。在一个实施例中，所述无功补偿系统10还包括控制终端220。所述控制终端220与所述静止无功发生器控制装置100通讯连接。

在一个实施例中，所述静止无功发生器控制装置100还包括第二通讯装置150，与所述主控装置110电连接，与所述控制终端220通讯连接，用于控制所述主控装置110与所述控制终端220进行数据交换。

具体地，结合图1-图3，所述静止无功发生器210、所述控制终端220、所述静止无功发生器控制装置100、所述主控装置110、所述机器学习处理器111、所述数据采集装置120、所述第一通讯装置130和所述第二通讯装置150可以为上述实施例中任意一种所述静止无功发生器210、所述控制终端220、所述静止无功发生器控制装置100、所述主控装置110、所述机器学习处理器111、所述数据采集装置120、所述第一通讯装置130和所述第二通讯装置150，在此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。