具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器，包括參數(shù)測(cè)量模塊、控制驅(qū)動(dòng)模塊和無(wú)功補(bǔ)償輸出模塊；控制驅(qū)動(dòng)模塊包括微處理器、PWM模塊和接線糾錯(cuò)模塊；無(wú)功補(bǔ)償輸出模塊包括三相逆變電路，微處理器用于根據(jù)參數(shù)測(cè)量模塊測(cè)得的上述參數(shù)控制PWM模塊驅(qū)動(dòng)三相逆變電路的通斷。本實(shí)用新型在SVG中增加了接線糾錯(cuò)模塊，在控制逆變電路對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償之前先由接線糾錯(cuò)模塊在微處理器的控制下用于識(shí)別出三相外接端子、交流電網(wǎng)的三相母線、三個(gè)外接互感器端子、三相負(fù)載與三相逆變輸出電流之間的不對(duì)應(yīng)狀態(tài)并調(diào)整為對(duì)應(yīng)狀態(tài)，從而保證控制的準(zhǔn)確性，有效防止發(fā)生過(guò)流保護(hù)或逆變電路燒毀等安全事故。
【專利說(shuō)明】
具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器。
【背景技術(shù)】
[0002]SVGCStatic Var Generator，靜止無(wú)功補(bǔ)償器或發(fā)生器)，米用IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管，一種可關(guān)斷電力電子器件)組成自換相橋式電路，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流，迅速吸收或者發(fā)出所需的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功的目的，作為有源型補(bǔ)償裝置，不僅可以跟蹤沖擊型負(fù)載的沖擊電流，而且也可以對(duì)諧波電流進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。SVG是典型的電力電子設(shè)備，由三個(gè)基本功能模塊構(gòu)成:檢測(cè)模塊、控制運(yùn)算模塊及補(bǔ)償輸出模塊。其工作原理為由外部電流互感器CT檢測(cè)系統(tǒng)的電流信息，然后經(jīng)由控制芯片分析出當(dāng)前的電流信息、如PF、S、Q等;然后由控制器給出補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，最后由SVG中的逆變電路組成的逆變回路發(fā)出補(bǔ)償電流。由于其具有良好的動(dòng)態(tài)跟蹤性能、連續(xù)補(bǔ)償能力、雙向補(bǔ)償功能，所以在電力系統(tǒng)得到了普遍的認(rèn)可。在SVG實(shí)際應(yīng)用中，控制系統(tǒng)需要測(cè)量三相母線電壓、三相逆變輸出電流、三相負(fù)載電流，三相母線電壓和三相逆變輸出電流測(cè)量會(huì)集成在SVG設(shè)備內(nèi)部，但三相負(fù)載電流的測(cè)量互感器會(huì)安裝在SVG設(shè)備外部盡量接近補(bǔ)償負(fù)載的地方。
[0003]SVG現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，需要將SVG設(shè)備的三相外接線按照正確相序連接到母線上，同時(shí)將測(cè)量負(fù)載電流的外部互感器也按照正確相序連接到SVG設(shè)備，但由于安裝工人的疏忽和失誤，常常會(huì)出現(xiàn)負(fù)載電流相序和逆變輸出電流相序不相一致的情況，該情況發(fā)生時(shí)，SVG設(shè)備的控制系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)以A相測(cè)量值去控制B相或C相的情況(類似地，A相發(fā)生的情況也有可能發(fā)生在B相或C相上)，導(dǎo)致控制混亂、出錯(cuò)，往往會(huì)使控制失效且發(fā)生過(guò)流保護(hù)，最終導(dǎo)致SVG脫網(wǎng)并停止工作。
[0004]同樣的情況在SVG設(shè)備生產(chǎn)時(shí)也會(huì)發(fā)生，由于裝配工人的失誤，導(dǎo)致三相母線電壓相序和逆變輸出電流相序不一致的情況，這種失誤的裝配會(huì)導(dǎo)致SVG控制程序以A相的測(cè)量值調(diào)節(jié)逆變電路B相的輸出，并且錯(cuò)誤地耦合到B相上(類似地，A相發(fā)生的情況也有可能發(fā)生在B相或C相上)，其表現(xiàn)在當(dāng)SVG設(shè)備首次上電調(diào)試時(shí)發(fā)生控制混亂和過(guò)電流保護(hù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致逆變電路燒毀。
[0005]上述問(wèn)題究其原因，就是母線電壓測(cè)量相序、逆變輸出電流相序和負(fù)載電流測(cè)量相序不相對(duì)應(yīng)導(dǎo)致的控制算法混亂現(xiàn)象。SVG控制算法的正確執(zhí)行依賴于上述三個(gè)參數(shù)的三相測(cè)量硬件電路連接和用于控制算法的上述三個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)通道相對(duì)應(yīng)，且按照正確的相序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是解決目前SVG安裝或生產(chǎn)過(guò)程中，容易發(fā)生操作失誤導(dǎo)致接線錯(cuò)誤，從而不能使SVG中控制模塊的控制信號(hào)傳送通道與相應(yīng)參數(shù)的采集通道及受控參數(shù)的接收通道保持一致，導(dǎo)致控制混亂和失靈的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)以上實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供一種具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器，包括包括參數(shù)測(cè)量模塊、控制驅(qū)動(dòng)模塊和無(wú)功補(bǔ)償輸出模塊；
[0008]所述參數(shù)測(cè)量模塊用于采集下述參數(shù):三相母線電壓、三相逆變輸出電流和三相負(fù)載電流；
[0009]所述控制驅(qū)動(dòng)模塊包括微處理器、PffM模塊和接線糾錯(cuò)模塊；
[0010]所述參數(shù)測(cè)量模塊測(cè)得的所述三相母線電壓分別發(fā)送至所述微處理器的三個(gè)電壓輸入端口，所述三相逆變輸出電流分別發(fā)送至所述微處理器的第一組三個(gè)電流輸入端口，所述三相負(fù)載電流分別發(fā)送至所述微處理器的第二組三個(gè)電流輸入端口；
[0011]所述無(wú)功補(bǔ)償輸出模塊包括三相逆變電路，所述三相逆變電路的三個(gè)輸出端分別通過(guò)電抗器連接至交流電網(wǎng)的三相母線，所述PWM模塊的三個(gè)輸出端分別連接至所述三相逆變電路的三個(gè)輸入端，所述PWM模塊的三個(gè)輸入端分別連接至所述微處理器的三個(gè)輸出端口；
[0012]所述接線糾錯(cuò)模塊一端連接至所述參數(shù)測(cè)量模塊，另一端連接至所述微處理器。
[0013]進(jìn)一步地，所述接線糾錯(cuò)模塊包括線序識(shí)別子模塊和線序調(diào)整子模塊，所述線序識(shí)別子模塊連接至所述參數(shù)測(cè)量模塊，所述線序調(diào)整子模塊連接至所述微處理器。
[0014]進(jìn)一步地，所述線序識(shí)別子模塊包括一個(gè)定時(shí)器。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型在SVG中增加了接線糾錯(cuò)模塊，在控制逆變電路對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償之前先由接線糾錯(cuò)模塊在微處理器的控制下用于識(shí)別出所述靜止無(wú)功補(bǔ)償器的三相外接端子與交流電網(wǎng)的三相母線之間的相序錯(cuò)誤狀態(tài)并調(diào)整為正確狀態(tài)、識(shí)別出所述靜止無(wú)功補(bǔ)償器的三個(gè)外接互感器端子與三相負(fù)載之間接線的不對(duì)應(yīng)狀態(tài)并調(diào)整為對(duì)應(yīng)狀態(tài)及識(shí)別出所述三相母線電壓與所述三相逆變輸出電流之間的不對(duì)應(yīng)狀態(tài)并調(diào)整為對(duì)應(yīng)狀態(tài)，從而保證控制的準(zhǔn)確性，有效防止發(fā)生過(guò)流保護(hù)或逆變電路燒毀等安全事故。
【附圖說(shuō)明】

[0017]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型工作原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]如圖1-2所示，本實(shí)用新型的具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器，分別以Ua、Ub、Uc表示實(shí)際三相母線電壓；以1a、1b、1c表示實(shí)際三相逆變電流；以Ila、Ilb、Ilc表示實(shí)際三相負(fù)載電流。
[0021]以帶“’”表示參數(shù)測(cè)量模塊的40采集值或1^模塊的輸出值，其中1^’、1]13’、1](3’表示AD采集的三相母線電壓；以1a’、1b’、1c’表示PffM輸出的三相逆變電流；以Ila’、Ilb’、lie’表示AD采集的三相負(fù)載電流。
[0022]以帶“’’”表示采樣數(shù)據(jù)反饋到微處理器輸入端口的接口值，其中Ua’ ’、Ub’，、Uc，，表示母線三相電壓接口值；以1a’ ’、1b’ ’、1c’ ’表示三相逆變電流接口值；以Ila’，、I lb’ ’、lie’ ’表示三相負(fù)載電流接口值。
[0023]正確的連接情況是實(shí)際值、AD采集值或PffM輸出值和接口值對(duì)應(yīng)連接，如下:
[0024]Ua-Ua' —Ua’，、Ub—Ub’ 一Ub’，、Uc—Uc’ 一Uc’，；
[0025]1a — 1a’ 一1a’ ’、1b — lob’ 一lob’ ’、1c — 1c’ 一1c’ ’ ；
[0026]Ila — na，一na，’、Ilb — nb，一nb，’、Ilc一Π。，一Π。，’ ；
[0027]接線錯(cuò)誤情況有以下兩種:
[0028]第一種情況為“對(duì)應(yīng)錯(cuò)”，由人為錯(cuò)誤配線或安裝失誤導(dǎo)致，如下:
[0029]Ua-Ua' —Ua’，、Ub—Ub’ 一Ub’，、Uc—Uc’ 一Uc’，；
[0030]1a — 1a’ 一1a’ ’、1b — lob’ 一lob’ ’、1c — 1c’ 一1c’ ’ ；
[0031]lib—lib，一 Ila，，、Ila —Ila，一 lib，，、Ilc —1c，一 lie，’ ；(負(fù)載電流互感器 A 和B相接反)；
[0032]第二種情況為“相序錯(cuò)”，也由人為錯(cuò)誤配線或安裝失誤導(dǎo)致，如下:
[0033]Ub—Ub，一Ua，，、Ua—Ua’ —Ub，，、Uc—Uc，一Uc，，； (A和B相序錯(cuò))；
[0034]1b — lob，一1a，，、1a — 1a，一lob，，、1c — 1c，一1c，，； (A和B相序錯(cuò))；
[0035]lib —lib，一Ila，，、Ila —Ila，一lib，，、Ilc —lie，一lie，，；(A和B相序錯(cuò))；
[0036]在SVG設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程，母線電壓和負(fù)載電流6個(gè)測(cè)量實(shí)際值是和AD測(cè)量通道對(duì)應(yīng)的，而AD測(cè)量通道和控制算法的接口通道是對(duì)應(yīng)的，控制算法的輸出接口通道和逆變輸出PffM通道是對(duì)應(yīng)的，當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成，上述對(duì)應(yīng)關(guān)系是確定的，不可更改的。
[0037]SVG產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程通過(guò)配線實(shí)現(xiàn)母線電壓通道和PffM輸出通道的對(duì)應(yīng)關(guān)系;產(chǎn)品內(nèi)燒寫的程序?qū)崿F(xiàn)母線電壓通道和控制算法接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)滿足母線電壓通道和控制算法通道對(duì)應(yīng)關(guān)系后，PWM輸出通道和控制算法接口也是對(duì)應(yīng)的，這些工作是在工廠生產(chǎn)過(guò)程完成的，且明確標(biāo)識(shí)了Ua、Ub、Uc三相外接線端子，同時(shí)需要外接的還有負(fù)載電流互感器Ila、lib、Ilc0
[0038]SVG產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，會(huì)將三相外接線連接到需要補(bǔ)償?shù)碾娋W(wǎng)上去，此時(shí)，Ua、Ub、Uc三相外接線端子必須和電網(wǎng)對(duì)應(yīng)的ABC三相正確連接，否則就會(huì)出現(xiàn)“相序錯(cuò)”的情況。
[0039]SVG產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，還需要連接負(fù)載電流互感器到需要補(bǔ)償?shù)呢?fù)載線上，這三個(gè)電流互感器的連接也要求和電網(wǎng)A、B、C三相對(duì)應(yīng)，且和SVG產(chǎn)品標(biāo)識(shí)上的負(fù)載電流互感器I Ia、I Ib、I Ic連接端子對(duì)應(yīng)，否則就會(huì)出現(xiàn)“對(duì)應(yīng)錯(cuò)”的情況。
[0040]具有接線糾錯(cuò)模塊的SVG是在原有SVG控制程序的基礎(chǔ)上附加了一段糾錯(cuò)程序，糾錯(cuò)程序先于控制逆變電路對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償控制程序運(yùn)行，糾錯(cuò)程序的糾錯(cuò)過(guò)程描述如下:
[0041]①設(shè)備接線完成后首次通電，設(shè)備默認(rèn)關(guān)閉逆變電路對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)的償控制程序，而啟動(dòng)糾錯(cuò)功能。
[0042]②同步采樣母線電壓瞬時(shí)值，觀測(cè)三相電壓由負(fù)到正過(guò)零點(diǎn)，見到第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，并依次記錄第二個(gè)、第三個(gè)過(guò)零點(diǎn)，三個(gè)過(guò)零點(diǎn)測(cè)量完畢后即可確定計(jì)時(shí)時(shí)間上第一個(gè)過(guò)零的就是Ua’、第二個(gè)是Ub’、第三個(gè)是Uc’。
[0043]③如果上述測(cè)量的Ua’、Ub’、Uc’和接口值Ua’ ’、Ub’ ’、Uc’ ’對(duì)應(yīng)，則繼續(xù)下一步，如不對(duì)應(yīng)，則說(shuō)明實(shí)際連接的Ua’、Ub，、Uc，和Ua’，、Ub，，、Uc’ ’之間存在錯(cuò)位，則調(diào)整母線電壓AD采樣值Ua’、Ub’、Uc’和接口值Ua’ ’、Ub’ ’、Uc’’的對(duì)應(yīng)關(guān)系，直至滿足對(duì)應(yīng)為止。
[0044]④同步采樣負(fù)載電流瞬時(shí)值，觀測(cè)三相電流由負(fù)到正過(guò)零點(diǎn)，見到第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，并依次記錄第二個(gè)、第三個(gè)過(guò)零點(diǎn)，三個(gè)過(guò)零點(diǎn)測(cè)量完畢后即可確定計(jì)時(shí)時(shí)間上第一個(gè)過(guò)零的就是Ila’、第二個(gè)是lib’、第三個(gè)是lie’。
[0045]⑤如果上述測(cè)量的IIa’、IIb’、IIc ’和接口值IIa’ ’、IIb ’ ’、IIc ’ ’對(duì)應(yīng)，則繼續(xù)下一步，如不對(duì)應(yīng)，則說(shuō)明實(shí)際連接的113’、1113’、11(3’和11&’’、1113’’、11(3’ ’之間存在錯(cuò)位，則調(diào)整負(fù)載電流AD采樣值IIa’、IIb，、IIc，和接口值IIa，，、IIb，，、IIc，，的對(duì)應(yīng)關(guān)系，直至滿足對(duì)應(yīng)為止。
[0046]⑥如果已知設(shè)備中母線電壓實(shí)際值Ua、Ub、Uc和逆變輸出電流實(shí)際值1a、1b、1c是對(duì)應(yīng)的，則在第③步調(diào)整Ua’、Ub’、Uc’和Ua’，、Ub’，、Uc’ ’的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)同步調(diào)整PffM模塊輸出的三相逆變電流1a’、lob’、1c’和接口值1a’ ’、1b’ ’、1c’ ’的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0047]⑦如果已知設(shè)備中母線電壓實(shí)際值Ua、Ub、Uc和逆變輸出電流實(shí)際值1a、1b、1c并不對(duì)應(yīng)，則線序調(diào)整子模塊通過(guò)微處理器在PffM模塊的三個(gè)輸入端中的任一個(gè)中注入高頻調(diào)制信號(hào)，將該注入高頻調(diào)制信號(hào)的PWM模塊輸入端標(biāo)記為第i (i=l,2，3)端，并在三相逆變輸出電流采樣通道進(jìn)行檢測(cè)，從逆變輸出電流中檢出高頻調(diào)制信號(hào)的相與第i端對(duì)應(yīng);同時(shí)也在三相母線電壓采樣通道進(jìn)行檢測(cè)，從母線電壓中檢出高頻調(diào)制信號(hào)的相與第i端對(duì)應(yīng)，即依照母線電壓Ua、Ub、Uc的線序調(diào)整對(duì)應(yīng)的Pmi輸出端口，同時(shí)同步調(diào)整母線電壓Ua、Ub、Uc和逆變輸出電流1a、1b、1c的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0048]至此，所有的相序關(guān)系和對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整完畢，可以啟動(dòng)控制逆變電路對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)目刂瞥绦颉?br>[0049]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器，其特征在于，包括參數(shù)測(cè)量模塊、控制驅(qū)動(dòng)模塊和無(wú)功補(bǔ)償輸出模塊； 所述參數(shù)測(cè)量模塊用于采集下述參數(shù):三相母線電壓、三相逆變輸出電流和三相負(fù)載電流； 所述控制驅(qū)動(dòng)模塊包括微處理器、PWM模塊和接線糾錯(cuò)模塊； 所述參數(shù)測(cè)量模塊測(cè)得的所述三相母線電壓分別發(fā)送至所述微處理器的三個(gè)電壓輸入端口，所述三相逆變輸出電流分別發(fā)送至所述微處理器的第一組三個(gè)電流輸入端口，所述三相負(fù)載電流分別發(fā)送至所述微處理器的第二組三個(gè)電流輸入端口； 所述無(wú)功補(bǔ)償輸出模塊包括三相逆變電路，所述三相逆變電路的三個(gè)輸出端分別通過(guò)電抗器連接至交流電網(wǎng)的三相母線，所述PWM模塊的三個(gè)輸出端分別連接至所述三相逆變電路的三個(gè)輸入端，所述PffM模塊的三個(gè)輸入端分別連接至所述微處理器的三個(gè)輸出端口 ； 所述接線糾錯(cuò)模塊一端連接至所述參數(shù)測(cè)量模塊，另一端連接至所述微處理器。2.如權(quán)利要求1所述的具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器，其特征在于，所述接線糾錯(cuò)模塊包括線序識(shí)別子模塊和線序調(diào)整子模塊，所述線序識(shí)別子模塊連接至所述參數(shù)測(cè)量模塊，所述線序調(diào)整子模塊連接至所述微處理器。3.如權(quán)利要求2所述的具有接線糾錯(cuò)功能的靜止無(wú)功補(bǔ)償器，其特征在于，所述線序識(shí)別子模塊包括一個(gè)定時(shí)器。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK205724915SQ201620566278
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】廖旎煥, 陳建軍, 王雯婷, 彭群娜
【申請(qǐng)人】臺(tái)州市勁野智能科技有限公司, 廖旎煥, 陳建軍, 王雯婷, 彭群娜