[實(shí)用新型]電網(wǎng)諧波與閃變綜合抑制控制裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720036686.5
• 申請(qǐng)日: 2007-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN201038768Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭建勇;梅軍;丁祖軍;曾偉;袁濤;康靜;沈亞飛;陳娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電能質(zhì)量方面諧波補(bǔ)償與閃變抑制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電網(wǎng)諧波與閃變綜合抑制控制裝置。

背景技術(shù)

隨著非線性電力電子器件和裝置以及電弧爐、大型軋鋼機(jī)、電力機(jī)車等沖擊性、波動(dòng)性負(fù)荷在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛地應(yīng)用，使得電網(wǎng)中電壓和電流波形畸變?cè)絹碓絿?yán)重，諧波水平不斷上升，產(chǎn)生電壓波動(dòng)、閃變、三相不平衡等電能質(zhì)量問題。但另一方面，隨著各種復(fù)雜的、精密的、對(duì)電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及，人們對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，因此電力系統(tǒng)必須要能夠?qū)﹄娋W(wǎng)諧波與閃變進(jìn)行抑制。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向電網(wǎng)諧波與閃變綜合抑制裝置。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)諧波和閃變進(jìn)行抑制，必須要能夠設(shè)計(jì)可靠、穩(wěn)定的控制電路對(duì)電網(wǎng)諧波與閃變綜合抑制裝置進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的控制以保證其運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提高一種實(shí)時(shí)控制且系統(tǒng)工作穩(wěn)定性高的電網(wǎng)諧波與閃變綜合抑制控制裝置。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種電網(wǎng)諧波與閃變綜合抑制控制裝置，包括采樣電路、邏輯信號(hào)處理及開關(guān)量輸入、輸出電路、可編程邏輯電路及主控電路，采樣電路用于對(duì)系統(tǒng)和負(fù)載的電壓、電流進(jìn)行采樣，采樣電路的數(shù)字信號(hào)輸出端與主控制芯片的數(shù)據(jù)總線連接，主控電路的控制信號(hào)輸出端及開關(guān)量信號(hào)輸出端與邏輯信號(hào)處理及開關(guān)量輸入、輸出電路的控制信號(hào)輸入端及開關(guān)量信號(hào)輸入端連接，邏輯信號(hào)處理及開關(guān)量輸入、輸出電路的控制信號(hào)輸出端與采樣電路的控制信號(hào)輸入端連接，邏輯信號(hào)處理及開關(guān)量輸入、輸出電路用于從主控電路得到邏輯處理信號(hào)并合成相應(yīng)的控制信號(hào)和開關(guān)量輸出信號(hào)，控制信號(hào)輸出至采樣電路，開關(guān)量輸出信號(hào)接至開關(guān)量輸出端子用于控制電網(wǎng)諧波與閃變綜合抑制設(shè)備，主控電路的地址總線、數(shù)據(jù)總線、復(fù)位信號(hào)線以及中斷信號(hào)線，使能信號(hào)線、片選信號(hào)線、讀信號(hào)線、寫信號(hào)線分別與可編程邏輯電路電路的FPGA芯片EP1C6Q240C8的地址總線、數(shù)據(jù)總線、復(fù)位信號(hào)線以及中斷信號(hào)線、使能信號(hào)線、片選信號(hào)線、讀信號(hào)線、寫信號(hào)連接線。

本實(shí)用新型在上電后進(jìn)行自檢和初始化之后，通過霍爾傳感器和A/D芯片對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)中和諧波與閃變綜合抑制設(shè)備主電路中的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行采樣，通過ARM芯片和FPGA的處理，采用相應(yīng)的檢測(cè)方法檢測(cè)出電壓、電流信號(hào)的諧波和無功分量，再根據(jù)相應(yīng)的現(xiàn)有控制策略經(jīng)過計(jì)算得到對(duì)抑制設(shè)備中電力電子器件的相應(yīng)的控制信號(hào)，通過CPLD芯片合成出驅(qū)動(dòng)電力電子器件的導(dǎo)通或截止的開關(guān)信號(hào)對(duì)電力電子器件進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)中的諧波和閃變進(jìn)行綜合的抑制。本實(shí)用新型同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子器件進(jìn)行自檢，并且在發(fā)生故障的時(shí)候改變控制策略并且報(bào)警以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實(shí)用新型中的液晶顯示和鍵盤可以進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和參數(shù)的修改等人機(jī)接口功能。實(shí)用新型中采用以太網(wǎng)和RS-232和RS-485實(shí)現(xiàn)通訊功能，保證數(shù)據(jù)的傳輸?shù)目焖俸涂煽俊?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型針對(duì)諧波電流和無功電流的綜合抑制的控制特性采用ARM9微處理器和復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD及現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列FPGA等集成芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波、無功分量的檢測(cè)，采用諧波與閃變綜合抑制控制策略對(duì)新型電網(wǎng)諧波與閃變綜合抑制設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波電流和無功電流的綜合抑制。本裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

●采用ARM+FPGA的體系結(jié)構(gòu)，充分的發(fā)揮了32位的微處理芯片ARM9的主頻高，運(yùn)算能力強(qiáng)，外圍硬件資源豐富，可以很好的滿足本裝置的控制性能要求，并且可以方便的進(jìn)行功能的擴(kuò)展。

●該控制電路中采用了CPLD/FPGA器件，通過FPGA器件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電流、電壓等模擬量計(jì)算，通過CPLD器件合成出相應(yīng)的控制信號(hào)，這樣可以利用硬件來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的檢測(cè)和控制功能，從而保證了運(yùn)算的快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子器件的實(shí)時(shí)控制。

●該控制電路針對(duì)諧波和無功綜合抑制的要求，設(shè)計(jì)了靈活的人機(jī)接口電路，可以方便的查詢當(dāng)前的工作狀況，并且將一些工作參數(shù)輸入控制系統(tǒng)；同時(shí)該電路設(shè)計(jì)了通信接口方便數(shù)據(jù)的交換。

●該裝置采用霍爾傳感器和高速、低功耗的A/D轉(zhuǎn)換芯片，保證了對(duì)電壓、電流信號(hào)的采樣和轉(zhuǎn)換的快速和準(zhǔn)確。同時(shí)裝置中采用復(fù)雜可編程器件CPLD實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的合成，開關(guān)量的輸入/輸出等功能，保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

附圖說明