[发明专利]基于CompactRIO的磁阀式可控电抗器测控系统及测控方法

说明书

本发明公开了一种基于CompactRIO的磁阀式可控电抗器测控系统及测控方法。本发明的测控系统，包括具有Labview平台的上位机、CompactRIO控制器、电压互感器、电流互感器、光纤温度传感器、电光转换电路、晶闸管驱动电路、辅助电源和磁阀式可控电抗器；所述的CompactRIO控制器包括一体式控制器、模拟量输入模块和数字I/O接口模块，一体式控制器包括实时控制器和FPGA；具有Labview平台的上位机与实时控制器通过以太网相连；模拟量输入模块将采集到的模拟量信号传输到FPGA；FPGA将产生的晶闸管触发脉冲传输给数字I/O接口模块进行输出。本发明基于嵌入式控制器CompactRIO及图形化编程语言Labview开发，用于磁阀式可控电抗器的数字控制及状态量观测，实现磁阀式可控电抗器的安全运行、控制性能优化及状态监控。

技术领域

本发明属于磁阀式可控电抗器领域，具体地说是一种基于CompactRIO的磁阀式可控电抗器测控系统及测控方法。

背景技术

输配电系统中需要配置无功补偿装置以提升有功功率的传输能力，提高交流输电系统的稳定性，同时提升电能传输效率、缓解暂态过电压对电力系统造成的影响，降低系统崩溃的概率。

在众多应用于补偿电网无功功率的设备中，磁阀式可控电抗器（Magnetic valveControllable Reactor，MCR）具有无功功率连续可调、可靠性高、可广泛应用于多种电压等级电网（6-500KV）、成本低廉等优点被广泛使用。目前，MCR控制平台主要基于DSP和ARM实现，其中DSP用于MCR的数字控制，其运算速度快，精度高，可以实现对MCR的快速、准确控制；ARM主要用于开发上位机，用来显示运行状态数据和下发控制指令。DSP根据MCR当前工作状态及设定的控制目标，通过控制程序计算出晶闸管触发角，生成晶闸管的触发脉冲信号并驱动晶闸管导通，实现MCR无功功率的连续调节。上位机除了下发控制指令，同时显示晶闸管的导通角、工作电压有效值、工作电流有效值、无功功率平均值等状态变量。这类控制平台需要开发人员分别针对DSP和ARM设计硬件电路、编写控制算法程序和开发上位机，开发任务繁重、周期长。此外，运维人员在对MCR进行调试时需要观察MCR状态量的实时信息，而高压试验现场难以直接外接示波器、录波仪等测量设备。目前的MCR测控系统只能显示电压、电流等电气状态量的有效值，无法显示瞬时值，更缺乏铁芯饱和度、晶闸管温度等重要状态量。总之，已有的MCR测控平台状态量显示欠缺，对变电站运维人员不友好，为满足试验调试需求，还需要额外针对高压现场开发高采样率和实时性的信号采集及显示平台，进一步提高了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于CompactRIO的磁阀式可控电抗器测控系统，解决目前基于DSP和ARM的控制平台需要专门开发硬件电路、控制算法及上位机造成的开发任务重、成本高、周期长的问题，以及现有的测控系统缺乏部分重要的设备状态量，给变电站运维人员在调试、维护设备时造成的不便。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种基于CompactRIO的磁阀式可控电抗器测控系统，包括具有Labview平台的上位机、CompactRIO控制器、电压互感器、电流互感器、光纤温度传感器、电光转换电路、晶闸管驱动电路、辅助电源和磁阀式可控电抗器；

所述的CompactRIO控制器包括一体式控制器、模拟量输入模块和数字I/O接口模块，一体式控制器包括实时控制器和FPGA；具有Labview平台的上位机与实时控制器通过以太网相连，实现具有Labview平台的上位机与实时控制器的数据传输；模拟量输入模块将采集到的模拟量信号传输到FPGA；FPGA将产生的数字脉冲信号传输给数字I/O接口模块进行输出；