[发明专利]一种基于DSP的静止同步补偿装置的新型检测系统

说明书

(一)技术领域：

本发明属于电力系统配电网中静止同步补偿器的检测领域，特别是一种基于DSP(数字信号处理，DigitalSignalProcessing)的STATCOM(静止同步补偿器，StaticSynchronousCompensator)的新型检测系统。

(二)背景技术：

电力工业作为国民经济的支柱产业，是静止同步补偿器的广泛应用领域。静止同步补偿器在电力系统中可以实现快速平滑地吸收感性和容性无功功率的目的，它具有起动无冲击、调节连续、响应快速、占地面积小等优点。

STATCOM在电力系统中可以实现快速平滑地吸收感性和容性无功功率的目的，可以更好的实现对无功功率的补偿，减少电压闪烁、实现电压稳定，阻尼次同步震荡、减少电压和电流的不平衡，及其在配电网中用于改善电能质量等等。可以看出，能否准确和快速的检测出无功电流是无功补偿的关键环节。因此，静止同步补偿器的准确检测方法和控制策略的选择至关重要。目前，适用于无功补偿检测领域的是基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法，但是这种检测方法只能在理想电网电压情况下准确地检测出系统中的无功电流。原因在于，当电网电压不对称时，电压的实际过零点与电压基波过零点存在有相位差。而实际的电网电压波形很多情况下都存在不同程度的畸变和不对称，因此，无功电流的检测效果较差。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种更加高效的检测装置，它可以克服现有技术中的不足，设计简单、成本低、执行速度快，从而提高STATCOM的实时响应速度，增强电力系统稳定性。

本发明的技术方案：一种基于DSP的静止同步补偿装置的新型检测系统，其特征在于它包括无功补偿模块、控制模块、驱动模块、FPGA(Field-ProgrammableGateArray——现场可编程门阵列)检测模块、保护模块和信号调理模块；其中，所述无功补偿模块的输入端与电网相连，其输出端与控制模块的输入端连接；所述控制模块的输出端连接驱动电路的输入端；所述驱动模块的输出端与补偿模块相连，控制无功补偿模块向电网发出无功；所述保护模块输出端与控制模块的输入端连接；所述信号调理模块的输入端通过电流互感器与电压互感器采集电网电流和电网电压信号，其输出端与FPGA检测模块的输入相连接；所述FPGA检测模块的输出端与控制模块连接，使控制模块发出发送或吸收无功的信号。

所述无功补偿模块的输出端可以通过Profibus总线模块与控制模块的输入端连接。

所述电压互感器采用TA10104-2K卧式穿芯微型精密交流电压互感器；所述电流互感器采用SDH-3/0.66-2500/5A型电流互感器。

所述驱动模块由驱动芯片、电阻、电容、二极管组成，将驱动信号输入主电路触发IGBT；所述驱动芯片采用富士公司生产的混合IC驱动器EXB841。

所述控制模块由控制电路、键盘、通讯模块、上位机、保护单元和锁相环电路单元构成；所述控制电路与键盘、通讯模块和上位机分别呈双向连接；所述保护单元和锁相环电路单元的输出端分别连接控制电路的输入端。

所述控制电路由D/A模数转换模块、DSP芯片、数据存储模块组成；所述D/A模数转换模块输出端与DSP芯片输入端呈双向连接；所述DSP输入端与保护电路输出端相连接，其输出端与驱动电路输入端连接，同时与数据存储模块呈双向连接。

所述DSP芯片采用TMS320LF2407A，其运算速度快，精度高，且带PWM输出，用作主控制器，与上位机通过RS-232C通信。可计算并存储STATCOM子模块的运行时间，并根据运行时间选择需投入或切除的子模块；所述的D/A模数转换单元采用MAX502芯片。

所述保护模块单元由缺相保护装置、过流保护装置、过压保护装置和温度保护装置构成；所述通讯模块是串行通信接口采用美国MAXIM公司生产的MAX232系列RS-232C串行口电平转换器件；所述上位机是工业控制计算机，完成电网电压，电流，无功在线显示、给定参数输入(电压，电流)、控制参数调节等任务。

一种基于DSP的静止同步补偿装置的新型检测系统的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：