[发明专利]基于晶闸管的静止同步补偿器

摘要

基于晶闸管的静止同步补偿器，其特征在于，它用晶闸管代替普通静止同步补偿器中的可关断器件，采用闭环控制器由设定的无功功率目标值与实测无功之差计算触发角度，并将该触发角度设定值发送给开环控制器。开环控制器检测电网电压过零时刻并产生电压同步逻辑信号，以同步逻辑信号上升沿和下降沿作为触发角度起始时刻，并根据触发角度设定值在准确时刻发出触发脉冲，使装置发出所需的无功功率，实现控制目标的要求。晶闸管同步补偿器具有输出感性无功功率连续可调，谐波分量小，工作范围大，成本低的优点。

主权项

1.基于晶闸管的静止同步补偿器，其特征在于，该静止同步补偿器含有主电路、闭环控制器和开环控制器，其中A.主电路，包含：A1.三相电压型逆变桥，每相由两个晶闸管串接而成，而每一个晶闸管又反并联一个二极管；A2.直流侧电容，并联于所述电压型逆变桥；A3.三相变压器，副边每相绕组的输入端与所述电压型逆变器每桥臂的中点相连；B.开环控制器，由数字集成电路构成，采用了现场可编程门阵列，含有：B1.电网电压同步电路，设有三相电压信号输入端，分别与用于测量所述三相变压器原边相电压的电压互感器相连；B2.触发脉冲发生电路，由现场可编程门阵列实现，所述触发脉冲发生电路由16位总线作为触发角度设定信号输入，具有三个用于存储三相触发角度信号的寄存器，并包含多个工作在同一时钟频率下的定时器，定时器数量与所述电压型逆变器内晶闸管桥臂的数量相等，该触发脉冲发生电路接受所述电网电压同步电路输出的三相同步逻辑信号后，识别其上升沿和下降沿，在每个上升沿/下降沿时刻，相应定时器开始运行，当所述定时器运行到所制定的触发脉冲角度设定时刻后，产生晶闸管触发信号；B3.晶闸管门极触发电路，设有与所述电压型逆变桥内晶闸管数量相等的晶闸管触发信号输入端，接受所述触发脉冲发生电路发出的晶闸管触发信号，将其放大后产生相应的晶闸管的触发脉冲，驱动该晶闸管的门极；C.闭环控制器含有：C1.电网信号调理电路，设有三相电压信号和三相电流信号的输入端，所述各输入端与用于测量连接于电网上的所述三相变压器原边电压和电流的互感器的输出端相连，所述三相电压和电流信号依次经过运算放大器，阻容低通滤波和直流偏置环节后输出适合于所述DSP闭环控制器中A/D输入范围的电压信号；C2.数字信号处理电路DSP，其A/D转换输入端与所述电网信号调理电路的电压信号输出端相连接，所述数字信号处理电路控制算法包括前馈控制和反馈控制，前馈控制将设定的无功控制目标值与前馈比例系数相乘计算触发角度前馈控制值，反馈控制根据采集的电压、电流数据，用瞬时无功功率法计算三相无功功率，得到瞬时无功功率测量值，将测量值与预先设定的控制目标值相减，将差值进行比例积分计算得到触发角度的反馈控制值修正值，将前馈控制值和反馈控制修正值相加，得到发出设定无功功率所需触发角度；C3.总线接口电路，把闭环控制器DSP的总线转换成为所述开环控制器所用的16位总线，所述闭环控制器DSP计算出的触发角度通过该16位总线接口电路送往所述的开环控制器中的触发角度寄存器中。