多组合并联式静止无功发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种多组合并联式静止无功发生器，属于电力系统无功补偿技术领域。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的不断进步，越来越多的非线性、冲击性无功负载被应用在电力系统中，一方面如果电力系统中无功储备不足会导致系统功率因素下降、电压不平衡、电压跌落、线损增加从而影响电能质量，严重时会导致电力系统崩溃，造成重大损失；另一方面无功功率也是电力系统中维持各种感性设备电磁场，进行电能转换、传输所必须的能量。因此，实际运行中往往需要对无功功率进行就地补偿。
[0003]无功功率技术在发展过程中，先后出现了几种不同的无功补偿装置，静止无功补偿装置(Static Var Compensator一SVC)，静止无功发生器(Static Var Generator一SVG)，其中SVC能补偿大容量，但是不能精确补偿，而SVG是能够实现精确的无功补偿，但由于目前电力电子器件的开关频率限制，其补偿容量往往有限，SVC和SVG均不能同时实现大容量、高精度且实时性好。
【发明内容】
[0004]本实用新型针对现有技术中TSC容量大而不能达到精确补偿，而SVG能精确补偿却容量不大，提供了一种多组合并联式静止无功发生器，将静止无功发生器(SVG)单元和多组TSC单元并联使用进行无功功率补偿，实现大容量、高精度、实时性好的无功补偿装置。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种多组合并联式静止无功发生器，包括具有驱动IGBT模块的静止无功发生器单元、多组TSC单元和用于控制所述静止无功发生器单元及多组所述TSC单元的主控制器，所述静止无功发生器单元及多组所述TSC单元均与电网连接，且相互并联；主控制器采集电网电压、电网电流与静止无功发生器输出电流，进行无功检测，根据静止无功发生器容量和TSC单元的组数进行合理分配，实现静止无功发生器与多组TSC单元相互协调配合，进而实现了电网无功功率的大范围连续补偿。
[0007]具体地，所述主控制器包括PWM脉冲信号电路和多组TSC单元的信号控制电路，所述PWM脉冲信号电路用于驱动所述IGBT模块，同时可接收所述IGBT模块的故障反馈信息，所述多组TSC单元的信号控制电路用于控制每个所述TSC单元的开关状态；多组TSC单元的信号控制电路通过控制每个所述TSC单元内的反并联晶闸管的开关状态实现本实用新型的无功补偿功能；PWM脉冲信号电路能接收IGBT模块的故障反馈信息，使静止无功发生器单元得到及时保护，使本实用新型的工作可靠性更高。
[0008]具体地，所述主控制器还包括电压电流采样电路，所述电压电流采样电路用于采集电网电压、电网电流、设备输出电流和直流侧电压；为实现静止无功发生器单元直流侧电压、输出电流的双闭环控制提供了保证。
[0009]具体地，所述静止无功发生器由三相全桥逆变器、LCL滤波器和直流侧支撑电容组成；直流侧支撑电容储能后的直流电压通过三相全桥逆变器在不同的开关状态下输出所需要的电压和无功补偿电流，再通过LCL滤波器滤波，实现无功功率补偿功能，LCL滤波器会抑制尖峰和高次谐波，有效防止外部干扰，提高本实用新型的抗干扰能力。
[0010]更具体地，所述主控制器还包括TMS320F28335浮点型DSP芯片、EP1C6T144I7型芯片。
[0011]进一步的，所述主控制器的光纤通讯接口与液晶显示屏连接；液晶显示屏用于实时显示电网电压、电流的有效值、控制命令、功率因素以及设备运行状态，使本实用新型的使用状态和各设备的运行状态更清晰直观，使本实用新型便于使用。
[0012]更具体地，所述主控制器设置在所述静止无功发生器单元内。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0014]( I)本实用新型设计合理，通过静止无功发生器单元和多组TSC单元并联组合，不仅实现了设备大容量、高精度和实时性好的无功补偿功能，而且易于实现，补偿速度快，主控制器系统对所有单元统一控制，便于操作与管理。
[0015](2)本实用新型灵活性强，可根据实际负荷无功容量需求选配TSC单元组数。
[0016](3)本实用新型中PWM脉冲信号电路能接收IGBT模块的故障反馈信息，使静止无功发生器单元得到及时保护，使本实用新型的工作可靠性更高。
[0017](4)本实用新型中LCL滤波器会抑制尖峰和高次谐波，有效防止外部干扰，提高本实用新型的抗干扰能力。
[0018](5)本实用新型中液晶显示屏用于实时显示电网电压、电流的有效值、控制命令、功率因素以及设备运行状态，使本实用新型的使用状态和各设备的运行状态更清晰直观，使本实用新型便于使用。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的系统结构示意图；
[0020]图2为主控制器与各个单元的控制示意图；
[0021]图3为静止无功发生器单元的内部结构示意图；
[0022]图4为主控制器无功容量处理示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0024]如图1所示，多组合并联式静止无功发生器，包括具有驱动IGBT模块的静止无功发生器单元、多组TSC单元和用于控制静止无功发生器单元及多组TSC单元的主控制器，静止无功发生器单元及多组TSC单元均与电网连接，且相互并联，主控制器设置在静止无功发生器单元内；主控制器采集电网电压、电网电流与静止无功发生器输出电流，进行无功检测，根据静止无功发生器容量和TSC单元的组数进行合理分配，实现静止无功发生器与多组TSC单元相互协调配合，进而实现了电网无功功率的大范围连续补偿。
[0025]如图2所示，主控制器包括电压电流采样电路、PWM脉冲信号电路和多组TSC单元的信号控制电路，PWM脉冲信号电路用于驱动IGBT模块，同时可接收IGBT模块的故障反馈信息，多组TSC单元的信号控制电路用于控制每个TSC单元的开关状态，电压电流采样电路用于采集电网电压、电网电流、设备输出电流和直流侧电压；多组TSC单元的信号控制电路通过控制每个TSC单元内的反并联晶闸管的开关状态实现本实用新型的无功补偿功能。
[0026]主控制器进行无功检测后，输出驱动信号至静止无功发生器和多组TSC单元经过协调配合产生无功电流返回至电网，所有采样信号和控制命令通过光纤通讯发送至液晶显示屏显示；使本实用新型的使用状态和各设备的运行状态更清晰直观，使本实用新型便于使用。
[0027]电网电压和电网电流信号传送给主控制器，用于实现电网无功计算，设备输出电流和直流侧电压信号用于静止无功发生器单元内部直流侧电压与无功补偿电流的双闭环控制。
[0028]静止无功发生器单元实时接收主控制器发出的PWM信号，发出无功电流，从而精确补偿电网无功电流。
[0029]PWM信号有硬件互锁与故障报警功能，对功率器件的过压过流进行瞬时保护，并能够硬件封锁PWM驱动脉冲信号，反馈故障信息给主控制器；使静止无功发生器单元得到及时保护，使本实用新型的工作可靠性更高。
[0030]多组组TSC单元实时接收主控制器发出的TSC脉冲信号，实时投切TSC单元，从而实现大容量补偿电网无功电流。
[0031]如图3所示，静止无功发生器单元包括LCL滤波器、三相全桥逆变输出电路以及直流侧储能电容；LCL滤波器能抑制尖峰和高次谐波，防止外部干扰耦合的侵入静止无功发生器内部，提高本实用新型的抗干扰能力，使得三相全桥逆变输出电路输出无功电流安全可靠的返回电网。
[0032]三相全桥逆变输出电路为静止无功发生器单元的核心部件，是控制产生所需无功电流的关键；直流侧储能电容为三相全桥逆变器提供直流通道，作为三相全桥逆变器的直流电源。
[0033]如图4所示，主控制器无功容量处理示意图，首先检测电网电压电流，计算出电网所需无功容量，根据静止无功发生器容量和TSC组数及容量，对计算的无功容量进行有效限幅，合理分配无功，其中大容量无功通过TSC单元组补偿，小容量无功通过SVG单元精确补偿。
[0034]主控制器还包括由美国TI公司的TMS320F28335浮点型DSP芯片、Altera公司Cyclone系列的EP1C6T144I7芯片及与其各自相连接的时钟电路、电源电路、JTAG接口、夕卜设电路构成；外设电路包括电压电流采样电路、PWM脉冲信号电路和多组TSC单元的信号控制电路。
[0035]本实用新型设计合理，容量灵活可扩展、设计安装方便、工艺简单、成本低、可靠性高、电磁干扰小，适用于现场各个等级容量需求的无功功率补偿。
[0036]按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种多组合并联式静止无功发生器，包括具有驱动IGBT模块的静止无功发生器单元，其特征在于，还包括多组TSC单元和用于控制所述静止无功发生器单元及多组所述TSC单元的主控制器，所述静止无功发生器单元及多组所述TSC单元均与电网连接，且相互并联；所述主控制器包括PWM脉冲信号电路和多组TSC单元的信号控制电路，所述PWM脉冲信号电路用于驱动所述IGBT模块，同时可接收所述IGBT模块的故障反馈信息，所述多组TSC单元的信号控制电路用于控制每个所述TSC单元的开关状态。
2.根据权利要求1所述的多组合并联式静止无功发生器，其特征在于，所述主控制器还包括电压电流采样电路，所述电压电流采样电路用于采集电网电压、电网电流、设备输出电流和直流侧电压。
3.根据权利要求1所述的多组合并联式静止无功发生器，其特征在于，所述静止无功发生器由三相全桥逆变器、LCL滤波器和直流侧支撑电容组成。
4.根据权利要求1所述的多组合并联式静止无功发生器，其特征在于，所述主控制器还包括TMS320F28335浮点型DSP芯片、EP1C6T144I7型芯片。
5.根据权利要求1所述的多组合并联式静止无功发生器，其特征在于，所述主控制器的光纤通讯接口与液晶显示屏连接。
6.根据权利要求1所述的多组合并联式静止无功发生器，其特征在于，所述主控制器设置在所述静止无功发生器单元内。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多组合并联式静止无功发生器，主要解决现有技术中TSC容量大而不能达到精确补偿，而SVG能精确补偿却容量不大的问题。该多组合并联式静止无功发生器，包括具有驱动IGBT模块的静止无功发生器单元、多组TSC单元和用于控制所述静止无功发生器单元及多组所述TSC单元的主控制器，所述静止无功发生器单元及多组所述TSC单元均与电网连接，且相互并联；所述的主控制器还包括TMS320F28335浮点型DSP芯片、EP1C6T144I7型芯片。通过上述方案，本实用新型达到了实现大容量、高精度、实时性好的目的。
【IPC分类】H02J3-18
【公开号】CN204361687
【申请号】CN201420728891
【发明人】胡江为, 姚钢, 周荔丹, 陈榕
【申请人】佛山市顺德区胜业电气有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月28日