[其他]具有人工智能功率因數(shù)補(bǔ)償控制器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85107890
• 申請(qǐng)日: 1985-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN85107890A
• 公開（公告）日: 1987-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛諫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 盛諫
• 主分類號(hào): G05F1/70
• 分類號(hào): G05F1/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)功率因數(shù)補(bǔ)償控制裝置。

為了提高功率因數(shù)，電力系統(tǒng)大多采用功率因數(shù)補(bǔ)償控制器來控制補(bǔ)償電容的投入或退出?，F(xiàn)有的補(bǔ)償控制器采用的是硬件邏輯電路而且不具備人工智能。例如《低壓電器》1984年第1期第27頁所提出的裝置及中國專利申請(qǐng)CN85100197B。它們都存在主要依據(jù)功率因數(shù)決定補(bǔ)償量（即所謂功率因數(shù)方式）而又缺乏人工智能帶來的缺點(diǎn)。實(shí)際上補(bǔ)償應(yīng)該考慮無功功率，也就是既要考慮功率因數(shù)又要考慮用電功率。在用電功率增加時(shí)，必須提高功率因數(shù)的補(bǔ)償精度，因?yàn)樵谕瑯拥墓β室驍?shù)，例如95%之下，用電功率大時(shí)比用電功率小時(shí)會(huì)有大得多的剩余無功功率得不到補(bǔ)償。另一方面在晚間用電功率很小時(shí)，即使功率因數(shù)不高，絕對(duì)的剩余無功功率也不會(huì)很大。因此在晚間用電較少的若按保持電壓接近正常的決策進(jìn)行調(diào)整比按提高功率因數(shù)的決策進(jìn)行調(diào)整更為合理。這就是為什么往往需要人工干予功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償裝置的重要原因。其次這些硬件邏輯電路要實(shí)現(xiàn)稍復(fù)雜的功能，例如消除投入、退出的無效動(dòng)作，都會(huì)使線路復(fù)雜化，元件數(shù)目增加。這不僅增加了維修的困難和成本，而且使發(fā)生故障的可能性增加。

本發(fā)明的目的在于用程序邏輯實(shí)現(xiàn)對(duì)補(bǔ)償?shù)娜斯ぶ悄軆?yōu)化決策，簡化線路并最大限度地降低元器件成本。

發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：微處理機(jī)通過接口和采樣電路獲得電網(wǎng)的電壓、電流的幅值及相位信息，從而求出電壓、電流、功率因數(shù)及超前滯后值。微處理機(jī)的程序邏輯進(jìn)一步模擬人的優(yōu)化決策并通過接口和中間繼電器，按照無功功率的大小，兼顧電壓的調(diào)整及電網(wǎng)的穩(wěn)定性，控制補(bǔ)償電容的投入與退出。這樣既有效地消除了補(bǔ)償電容的無效投與退而且提高了供電質(zhì)量，線路也大大簡化，使可維修性與可靠性大大提高。

本發(fā)明對(duì)微處理機(jī)（MPU）沒有太多的要求，只要能配置成有2K字節(jié)的只讀存儲(chǔ)器，250字節(jié)隨機(jī)存儲(chǔ)器，5路TTL電平輸入口，11路以上TTL電平輸出口的系統(tǒng)即可。

附圖表明與微處理機(jī)輸入/出口相連的線路。

5路輸入口中的4路B₀、B₁、B₂、B₃分別與電壓、電流的幅值及相位采樣電路相連。電壓采樣通過采樣變壓器聯(lián)到電網(wǎng)A-C相上，電流采樣則通過采樣變壓器聯(lián)到電流互感器上。相位采樣的一種辦法是穩(wěn)壓管強(qiáng)烈限幅的方式：采樣變壓器的次級(jí)提供10～50V的交流電壓，通過限流電阻R加到穩(wěn)壓值較低（3伏左右）的穩(wěn)壓管上，使正弦波形因強(qiáng)烈限幅而成為梯形波形，然后通過一級(jí)非門整形成為TTL電平的矩形波。它的波形不隨線電壓變化，但是它的相位與采樣變壓器次級(jí)相位一致，也就是它不反映電網(wǎng)電壓或電流幅值，而反映了電網(wǎng)電壓或電流的相位。

相位采樣也可以改用二極管限幅方式：采樣變壓器的次級(jí)提供10～50V交流電壓，通過限流電阻R加到兩個(gè)并聯(lián)的極性相反的二極管上，利用二極管的正向壓降來雙向限幅。由于二極管正向壓降不大（硅管為0.7左右）可增加一塊運(yùn)算放大器或用二到三個(gè)二極管串聯(lián)代替一只二極管。這樣得到梯形波形再經(jīng)一級(jí)非門便可整形成TTL電平的矩形波。

電流或電壓幅值的采樣可用二種方式，一種是采用模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。采樣變壓器的一組1.5伏到5伏次級(jí)電壓經(jīng)整流后加到模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。其輸出接到微處理機(jī)的數(shù)據(jù)總線。另一種方式成本更低一些，即圖上所繪的線路。采樣變壓器的一組次級(jí)電壓較低約1.5伏到5伏。經(jīng)半波整流，不加濾波加到非門輸入端，此非門可以用施密特非門（如74LS14）也可用普通非門（如74LS04），波形受到削頂，削頂?shù)某潭扰c非門的高低電平門檻電壓及輸入電壓有關(guān)，在門檻電平保持不變的情況下，僅與輸入電壓有關(guān)。削頂后的梯形波再經(jīng)一級(jí)非門整形成為TTL電平的矩形波形，矩形脈沖的寬度與削頂程度，亦即與輸入電壓的幅值有關(guān)，幅值大，削頂愈甚，脈沖寬度愈大。

5路入口中的B4是用戶按鈕輸入。不按時(shí)為高電平，按時(shí)為低電平。在用戶關(guān)機(jī)之前應(yīng)先按此按鈕，通知微處理機(jī)逐步退出補(bǔ)償電容以避免突然退出全部已投入的電容對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊。

微處理機(jī)輸出口B₅～B₈或B₅～B₉經(jīng)過三極管驅(qū)動(dòng)帶有阻尼二極管的中間繼電器，可以推動(dòng)4只到5只交流接觸器控制4組到5組補(bǔ)償電容的投入與退出。

微處理機(jī)的其余輸出口通過非門驅(qū)動(dòng)一組發(fā)光二極管，用來表示電網(wǎng)的功率因數(shù)及滯/超狀態(tài)。