[發明專利]低壓靜止無功發生裝置測控單元

有效

• 申請號: 201210029642.5
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102566463A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 胡道浩
• 申請（專利權）人: 常州萊寶電力濾波有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;H02J3/18
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及一種低壓靜止無功發生裝置測控單元，屬于電力電子設備應用技術領域。

背景技術

目前，在電力系統中，為了確保對電力負荷進行動態無功補償和諧波治理，一般需要加裝無功補償濾波裝置，靜止無功發生裝置（Static?Var?Generator，以下簡稱SVG）作為目前新型的無功補償與諧波治理裝置具有以下的優點：可以快速跟蹤無功電流的變化，確保對電力負荷實現無功動態補償；采用大功率絕緣柵場效應晶體管（IGBT）電力電子器件等構成靜止無功發生器的主電路，采用電流快速檢測算法和PWM控制策略可以確保對無功電流和諧波電流精確控制；靜止無功發生裝置的補償和濾波特性不受供電系統的參數變化，與供電系統不會發生并聯諧振，從而保證了供電可靠性。

靜止無功發生裝置的上述優點，使其在低壓無功補償與諧波抑制領域得到廣泛的關注。測控單元作為靜止無功發生裝置的核心設備，其性能決定整個靜止無功發生裝置的性能。目前數字信號處理技術、微處理器技術等方面的發展，為高性能測控單元的研制提供了必要的技術基礎。目前低壓靜止無功發生裝置的測控單元主要是采用單片機、復雜可編程邏輯器件等芯片構成，使其測控的精度與測控響應速度無法滿足靜止無功發生器的無功動態補償和諧波治理等功能的綜合實現，因此必需要重新設計高性能的測控單元以保證低壓靜止無功發生裝置的可靠運行。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種具有滿足低壓靜止無功發生裝置要求的測控精度和測控響應速度的低壓靜止無功發生裝置測控單元。

實現本發明目的的技術方案是：一種低壓靜止無功發生裝置測控單元，它包括第一A/D采樣電路、第二A/D采樣電路、同步檢測電路、FPGA控制電路、DSP2812控制電路、控制信號輸出及輸入電路和人機接口及通訊電路，第一A/D采樣電路與FPGA控制電路相連，第二A/D采樣電路、控制信號輸出及輸入電路和人機接口及通訊電路分別與DSP2812控制電路相連，同步檢測電路的信號輸出端分別與FPGA控制電路和DSP2812控制電路的信號輸入端相連，DSP2812控制電路通過一組數據接口與FPGA控制電路相連。

進一步，所述的第一A/D采樣電路和第二A/D采樣電路均由電壓傳感器電路、電流傳感器電路和A/D采樣芯片電路構成。

進一步，所述的同步檢測電路由三相同步變壓器電路和波形整理與過零點檢測電路構成。

進一步，所述的FPGA控制電路由EP3C40Q240C8N芯片及其外圍輔助電路構成。

更進一步，所述的DSP2812控制電路由TMS320F2812芯片及其外圍輔助電路構成。

采用了上述技術方案后，第一A/D采樣電路實現對負載電流和低壓靜止無功發生裝置的橋臂電流進行采樣，轉換結果送到FPGA控制電路，第二A/D采樣電路實現對低壓靜止無功發生裝置的直流側電壓進行檢測與A/D轉換，轉換結果送到DSP2812控制電路，同步檢測電路實現對電網電壓進行隔離檢測，并對電壓的過零時刻進行檢測，同步檢測電路輸出的電網電壓過零信號送入到FPGA控制電路，在FPGA芯片中通過FPGA芯片中的計算實現對負載電流中的三相無功與諧波電流的檢測，并通過FPGA控制電路與DSP控制電路的數據接口得到DSP2812芯片計算出的直流電壓的控制數據，在FPGA芯片中將負載電流中的三相無功分量與諧波電流分量和直流電壓的控制數據進行相加后，得到實際低壓無功發生裝置的電流輸出指令信號，將電流輸出指令信號與實際的低壓無功發生裝置三相輸出電流信號進行相減后得到控制差值，通過FPGA控制電路與DSP2812控制電路的數據接口將該控制差值送至DSP2812芯片中，通過DSP2812芯片中的PWM單元實現低壓無功發生裝置PWM控制信號的產生，將該PWM控制信號經過控制信號輸出及輸入電路進行隔離后送至低壓靜止無功發生裝置的IGBT對其進行控制，并將外部的啟動與停止、保護、以及復位控制信號經過控制信號輸出及輸入電路送至DSP2812控制電路，以實現對低壓靜止無功發生裝置的控制與保護功能。低壓靜止無功發生裝置還可以通過與DSP2812控制電路相連的人機接口及通訊電路實現對該裝置的運行數據與狀態進行顯示，并通過觸摸屏實現參數整定與操作等功能，從而達到需要的測控精度與測控響應速度，快速地實現低壓靜止無功發生裝置的無功動態補償和諧波治理功能。

本發明的低壓靜止無功發生裝置測控單元有如下的優點：