[实用新型]智能动态无功补偿控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统无功补偿装置。

背景技术

随着我国电力工业的迅猛壮大，电网逐步扩张，电力负荷增长很快，电压等级越来越高，电网、发电厂以及单机容量也越来越大，电网覆盖的地理面积在不断扩大。但是，由于地理环境、燃料运输、水资源及经济发展规模等诸多因素的影响，致使电源分布不均衡，要保证系统的稳定和优良的电能质量，就必须解决远距离输电、电压调节及无功补偿等一系列问题。电压是电能质量的主要质量指标之一，对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、工农业安全生产、产品质量、用电单耗和人民生活用电都有直接影响。无功功率是影响电压质量的一个重要因素，可以说，电压问题本质上就是无功问题。无功补偿是电力网建设和改造的重要组成部分，它是保持网络无功平衡，提高电压质量，降低网络损耗的有效措施，是降损措施中投资少回报高的方案。解决好无功补偿问题，具有十分重要的意义。

目前，许多地方电力系统的无功补偿和电压调节依然采用传统的调节方式，有载调压变压器、静电电容器等只能手动调节和投切，不能实现实时电压调节或无功补偿。而一些已经形成产品的智能型无功补偿控制器，大多利用单片机实现智能化，但由于单片机的功能所限，往往存在实现算法及控制速度慢，实时控制效果不佳，复杂算法无法实现，而且很难抑制高次谐波的缺点。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服以往同类控制器的上述不足，提供一种实时性好、精度高、能够抑制高次谐波补偿的智能动态无功补偿控制器。为此，本实用新型采用如下的技术方案。

一种智能动态无功补偿控制器，包括三相交流电压和电流采样电路，驱动装置，所述的三相交流电压和电流采样电路包括电压互感器和电流互感器以及分别与其依次相连的前置放大电路和偏置电路，所述的驱动装置包括电力电容投切器件和电网状态检测器件；还包括高速信号处理器以及分别与其相连输入接口电路、输出接口电路、数据和程序存储器；所述偏置电路的输出被送入高速信号处理器；所述的高速信号处理器通过输出接口电路与驱动装置的电力电容投切器件相连，用于对所述的偏置电路输入的数据进行傅立叶变换计算和谐波分析，得到包括无功功率和功率因数在内的电网参数，并根据无功功率值的大小选择投入电容器的组数，控制所述的电力电容投切器件；所述的电网状态检测器件通过输入接口电路与高速信号处理器相连。

DSP的型号可以是TMS320LF2407，也可以是能够满足本实用新型功能要求的任何DSP。

本实用新型的智能动态无功补偿控制器最好还包括单片机以及与单片机相连的LED、LCD输出设备和键盘，所述的单片机与高速信号处理器相连。

本实用新型是一种基于DSP实现智能动态无功补偿技术方案，克服了以往同类控制器的缺点，例如补偿实时性差、谐波影响考虑不足等，在优选实施例中采用了DSP和单片机协同工作的双处理器模式。DSP具有快速的数据处理功能，并可进行谐波分析，可实现对采集数据的实时处理，并可利用DSP的谐波分析功能对电网电压和电流进行快速傅里叶变换，算出基波电压、基波电流、无功功率、有功功率和功率因数，最后得出需要补偿的电容组数；同时，通过谐波分析可以抑制高次谐波，减小了谐波对电网的影响，从而克服了以往基于单片机实现算法及控制速度慢，实时控制效果不佳，复杂算法无法实现，而且很难抑制高次谐波的缺点。

附图说明

图1：本实用新型的硬件电路结构框图；

图2：本实用新型的相电压互感放大电路原理图；

图3：本实用新型的相电流互感放大电路原理图；

图4：本实用新型的相电压采样信号提升电路原理图；

图5：本实用新型的相电流采样信号提升电路原理图。

具体实现方式

本实用新型是基于DSP实现的智能动态无功补偿装置，采用了TI公司生产的TMS320LF2407型DSP为核心作为运算通信单元的CPU系统，将从电网采集到的三相电压、电流数据进行快速傅立叶变换计算并作谐波分析，从而得到电压、电流的有效值，有功功率，无功功率，功率因数等参数。根据无功功率值的大小选择投入电容器的组数，实现了对无功的动态补偿。

下面根据附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细介绍。

本实用新型的结构框图如图1所示。图中标出的1-4数字分别代表4个功能块：

1所示为第一功能块，其由多个调理电路组成，发出合理信号传输给DSP；

2所示为第二功能块，为驱动电路模块，用于驱动电容组投切及电网检测；