專利名稱:低壓無功補償晶閘管投切電容補償裝置及其補償方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及無功補償控制裝置及其補償控制方法,尤其涉及低壓無功補償晶閘管投切電容補償裝置及其補償方法。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的TSC (晶閘管投切電容)無功補償系統(tǒng)的無功算法方法仍停留在早期的均方根算法上,先進(jìn)一點的用移相算法方法,近年也有采用傅式算法的,而這些算法方法至少都需要一個周波且算法復(fù)雜,占用控制系統(tǒng)資源多,因此響應(yīng)時間慢,在無功頻繁突變環(huán)境下補償速度達(dá)不到要求(如弧光焊機(jī)等)。為了提高響應(yīng)速度有的TSC (晶閘管投切電容)控制器往往采用價格不菲的DSP控制芯片以及高端的16位或32位單片機(jī)來設(shè)計TSC (晶閘管投切電容)控制器,這樣又增加了成本和維護(hù)難度并且制造困難。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明有必要提供一種響應(yīng)速度較佳的低壓無功補償晶閘管投切電容補償裝置及其補償方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的,一種低壓無功補償晶閘管投切電容補償裝置,其應(yīng)用于低壓無功補償晶閘管投切電容補償系統(tǒng)中,該補償系統(tǒng)包括:兩采樣點無功算法控制器,其包括電流采樣輸入端、電壓采樣輸入端、以及多個投切電平輸出端,其中,電流采樣輸入端與低壓母線電性連接而采樣該低壓母線的電流,電壓采樣輸入端與低壓母線電性連接而采樣該低壓母線的電壓;多個晶閘管開關(guān),每個晶閘管開關(guān)包括控制端、第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端以及第二輸出端,其中,該控制端電性連接于一個該投切電平輸出端,該第一、第二輸入端均電性連接于該低壓母線;多個扼流圈,其一端分別電性連接于多個第二輸出端;多個補償電容,其一端分別電性連接該多個扼流圈的另一端,且還分別電性連接于多個第一輸出端,該多個補償電容的另一端電性接地;其中,該補償裝置嵌入于該兩采樣點無功算法控制器中,該補償裝置包括:采樣模塊,其用于采樣低壓母線上的電流、電壓,獲得第K次和第K+1次采樣電壓、電流,其中,K和K+1指電壓和電流前后兩次的采樣點;計算模塊,其用于根據(jù)第K次和第K+1次采樣電壓、電流計算出需要補償?shù)臒o功量;查找模塊,其用于根據(jù)該無功量循環(huán)查找最佳的補償電容組合投切;控制模塊,其用于根據(jù)最佳的補償電容組合,輸出至少一個投切電平控制信號控制相應(yīng)的晶閘管開關(guān)的導(dǎo)通,將相應(yīng)的補償電容與低壓母線連通,實現(xiàn)最佳的補償電容組合與低壓母線連通,達(dá)到補償?shù)蛪耗妇€無功量的目的。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn),該計算模塊還包括:
定義模塊,其用于定義電壓和電流表達(dá)式為u=Umsincot, i=Imsin (ω t_ Θ ),則第K次和第 K+1 次采樣電壓、電流分別為 Uk= UmSincotk, ik= Imsin(cotk-0) ;uk+1= Umsincotk+1=Umsin (ω ,+ ω Ts),ik+1= IniSin (ω tk+「Θ ) = Imsin (ω tk+ω Ts- Θ );相乘模塊,其用于將第K次采樣電壓與第K+1次采樣電流相乘得
權(quán)利要求
1.一種低壓無功補償晶閘管投切電容補償裝置,其應(yīng)用于低壓無功補償晶閘管投切電容補償系統(tǒng)中,該補償系統(tǒng)包括: 兩采樣點無功算法控制器,其包括電流采樣輸入端、電壓采樣輸入端、以及多個投切電平輸出端,其中,電流采樣輸入端與低壓母線電性連接而采樣該低壓母線的電流,電壓采樣輸入端與低壓母線電性連接而采樣該低壓母線的電壓; 多個晶閘管開關(guān),每個晶閘管開關(guān)包括控制端、第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端以及第二輸出端,其中,該控制端電性連接于一個該投切電平輸出端,該第一、第二輸入端均電性連接于該低壓母線; 多個扼流圈,其一端分別電性連接于多個第二輸出端; 多個補償電容,其一端分別電性連接該多個扼流圈的另一端,且還分別電性連接于多個第一輸出端,該多個補償電容的另一端電性接地; 其特征在于,該補償裝置嵌入于該兩采樣點無功算法控制器中,該補償裝置包括: 采樣模塊,其用于采樣低壓母線上的電流、電壓,獲得第K次和第K+1次采樣電壓、電流,其中,K和K+1指電壓和電流前后兩次的采樣點; 計算模塊,其用于根據(jù)第K次和第K+1次采樣電壓、電流計算出需要補償?shù)臒o功量; 查找模塊,其用于根據(jù)該無功量循環(huán)查找最佳的補償電容組合投切; 控制模塊,其用于根據(jù)最佳的補償電容組合,輸出至少一個投切電平控制信號控制相應(yīng)的晶閘管開關(guān)的導(dǎo)通,將相應(yīng)的補償電容與低壓母線連通,實現(xiàn)最佳的補償電容組合與低壓母線連通,達(dá)到補償?shù)蛪耗妇€無功量的目的。
2.如權(quán)利要求1所述的低壓無功補償晶閘管投切電容補償裝置,其特征在于,該計算模塊還包括: 定義模塊,其用于定義電壓和電流表達(dá)式為U=UmSincot, i=Imsin(co t- Θ ),則第K次和第 K+1 次采樣電壓、電流分別為
3.—種低壓無功補償晶閘管投切電容補償方法,其應(yīng)用于低壓無功補償晶閘管投切電容補償系統(tǒng)中,該補償系統(tǒng)包括以下步驟: 兩采樣點無功算法控制器,其包括電流采樣輸入端、電壓采樣輸入端、以及多個投切電平輸出端,其中,電流采樣輸入端與低壓母線電性連接而采樣該低壓母線的電流,電壓采樣輸入端與低壓母線電性連接而采樣該低壓母線的電壓; 多個晶閘管開關(guān),每個晶閘管開關(guān)包括控制端、第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端以及第二輸出端,其中,該控制端電性連接于一個該投切電平輸出端,該第一、第二輸入端均電性連接于該低壓母線; 多個扼流圈,其一端分別電性連接于多個第二輸出端; 多個補償電容,其一端分別電性連接該多個扼流圈的另一端,且還分別電性連接于多個第一輸出端,該多個補償電容的另一端電性接地; 其特征在于,該補償方法包括: 采樣低壓母線上的電流、電壓,獲得第K次和第K+1次采樣電壓、電流,其中,K和K+1指電壓和電流前后兩次的采樣點; 根據(jù)第K次和第K+1次采樣電壓、電流計算出需要補償?shù)臒o功量; 根據(jù)該無功量循環(huán)查找最佳的補償電容組合投切; 根據(jù)最佳的補償電容組合,輸出至少一個投切電平控制信號控制相應(yīng)的晶閘管開關(guān)的導(dǎo)通,將相應(yīng)的補償電容與低壓母線連通,實現(xiàn)最佳的補償電容組合與低壓母線連通,達(dá)到補償?shù)蛪耗妇€無功量的目的。
4.如權(quán)利要求3所述的低壓無功補償晶閘管投切電容補償方法,其特征在于,該計算步驟還包括以下步驟: 定義電壓和電流表達(dá)式為U=UmSin ω t,i=Imsin (ω t_ θ ),則第K次和第K+1次采樣電壓、電流分別為 Uk= UmSincotk, ik= lmsin(cotk_0) ;uk+1= Umsincotk+1= Umsin (ω tk+ω Ts),ik+1= iXcotk+r Θ )= IniSin (ω ,+ ωTs-Θ ); 將第K次采樣電壓與第K+1次采樣電流相乘得
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低壓無功補償晶閘管投切電容補償裝置及其補償方法。該補償裝置包括采樣模塊,其用于采樣低壓母線上的電流、電壓,獲得第K次和第K+1次采樣電壓、電流,其中,K和K+1指電壓和電流前后兩次的采樣點;計算模塊,其用于根據(jù)第K次和第K+1次采樣電壓、電流計算出需要補償?shù)臒o功量;查找模塊,其用于根據(jù)該無功量循環(huán)查找最佳的補償電容組合投切;控制模塊,其用于根據(jù)最佳的補償電容組合,輸出至少一個投切電平控制信號控制相應(yīng)的晶閘管開關(guān)的導(dǎo)通,將相應(yīng)的補償電容與低壓母線連通,實現(xiàn)最佳的補償電容組合與低壓母線連通,達(dá)到補償?shù)蛪耗妇€無功量的目的。本發(fā)明的優(yōu)點在于響應(yīng)速度較佳。本發(fā)明還涉及該補償裝置的補償方法。
文檔編號H02J3/18GK103199540SQ20131005585
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者李瑜 申請人:安徽天沃電氣技術(shù)有限公司