[发明专利]一种基于串行通讯方式的链式STATCOM控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及柔性交流输配电技术领域，尤其涉及一种基于串行通讯方式的链式STATCOM控制系统。

背景技术

随着电力工业的迅猛发展，利用电力电子技术对电力系统主要参数进行调节与控制，以提高电力系统的可控性、有效性、可靠性的“交流灵活输电系统”，也就是柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission Systems，FACTS)技术，得到了广泛的关注、研究和应用。

基于电压源逆变器的静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，STATCOM)作为一种全新的基于全控器件的FACTS技术，其与传统的晶闸管控制的静止无功补偿装置SVC相比较具有以下优点，STATCOM的调节速度更快，运行范围更宽，而这在采取多重化、多电平或脉宽调制技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。更为重要的是，STATCOM的电抗器和电容器远比SVC中使用的电抗器和电容器小，这将大大缩小装置的体积和成本，因此，STATCOM显示了动态无功补偿装置的发展方向。

链式STATCOM装置相对于其它拓扑结构的STATCOM装置而言，因具有开关频率低、需要最少数量的器件、易于实现模块化和冗余运行可靠性高等优点而备受关注。

链式STATCOM的控制系统监测、控制的数据很大，需要在每个采样周期内对所有功率单元的开关行为进行实时控制，并相互交换信息，单独的DSP(数字信号处理)或处理器方式已经无法满足要求。例如专利公开号为CN1787322A、发明名称为《基于DSP芯片的静止同步补偿器非线形控制》的发明专利；专利公开号为CN101459340、发明名称为《基于级联式逆变器的静止同步补偿混沌均衡控制系统》均采用DSP的控制结构。

目前普遍采用DSP+FPGA(现场可编程门阵列)的控制结构以实现多路信号的输入输出，但是当功率单元个数较多时，控制系统与变流器功率部分之间的连接电缆众多，成本增加，可靠性降低。同时，现代大功率电力电子技术正朝着多重化、模块化的方向发展，通过串并联实现电压和功率的扩展，因此对控制系统提出了更高的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于串行通讯方式的链式STATCOM控制系统。

本发明提供了一种基于串行通讯方式的链式STATCOM控制系统，包括主控机箱、功能机箱、相控机箱和单元控制器；

主控机箱和功能机箱，用于完成链式STATCOM的控制、监测和/或保护；

相控机箱，用于完成链式STATCOM三相的控制、监测和/或保护；

单元控制器，用于完成链式STATCOM链节单元的控制、监测和/或保护；

主控机箱和功能机箱之间采用串行通信方式，主控机箱和相控机箱之间采用串行通信方式。

在一个示例中，主控机箱包括电源单元、第一通讯扩展单元和若干调节保护单元。

在一个示例中，功能机箱包括数据采集机箱和开关量输入输出机箱；数据采集机箱包括电源单元、第二通讯扩展单元和若干数据采集单元；开关量输入输出机箱包括电源单元、第三通讯扩展单元以及若干开关量输入单元和开关量输出单元。

在一个示例中，相控机箱包括电源单元、第四通讯扩展单元和若干相控单元。

在一个示例中，单元控制器为链节控制单元，每个相控单元通过光纤连接数量相同的链节控制单元。

在一个示例中，第二通讯扩展单元和第三通讯扩展单元通过差分电缆或光纤连接与第一通讯扩展单元连接，第一通讯扩展单元和第四通讯扩展单元之间通过差分电缆或光纤连接。

在一个示例中，主控机箱内部、功能机箱内部和相控机箱内部均采用串行通信方式。

在一个示例中，主控机箱内部各单元之间、功能机箱内部各单元之间通过差分线连接。

本发明提供了一种基于串行通讯方式的链式STATCOM控制系统，包括主控机箱、相控机箱和单元控制器；

主控机箱，用于完成链式STATCOM的控制、监测和/或保护；

相控机箱，用于完成链式STATCOM三相的控制、监测和/或保护；

单元控制器，用于完成链式STATCOM链节单元的控制、监测和/或保护；

主控机箱和相控机箱之间采用串行通信方式。