一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用soc芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片，包括自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊、信號(hào)源選擇模塊、三相電壓互感模塊、三相電流互感模塊、采樣控制模塊、周期測(cè)量模塊、北斗通信模塊、電量參數(shù)計(jì)算模塊、投切電容控制模塊、復(fù)合開(kāi)關(guān)模塊、電容器組、存儲(chǔ)模塊以及自檢模塊。本發(fā)明的方法解決了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度不高、諧波分析準(zhǔn)確度不高、無(wú)功補(bǔ)償控制精度低和補(bǔ)償方案不靈活的問(wèn)題，可以保證供電系統(tǒng)安全運(yùn)行，減少電能損耗，節(jié)約電能。
【專利說(shuō)明】
一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOCK 片。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，在輸電線路、高壓配電網(wǎng)、低壓用戶的三個(gè)部分的線損中，低 壓用戶線損最大，因此，降損節(jié)能應(yīng)主要圍繞低壓380V用戶進(jìn)行。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)低壓配網(wǎng) 網(wǎng)架薄弱、線徑小、設(shè)施老化，負(fù)荷電流大，自然功率因數(shù)低，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電壓質(zhì)量不易 控制，無(wú)功功率靠上級(jí)電網(wǎng)遠(yuǎn)距離輸送，得不到跟蹤，降低了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。大量的非線 性和沖擊性負(fù)載接入電網(wǎng)，在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生諧波、電壓波動(dòng)和閃變，造成電網(wǎng)電壓波形畸變， 三相負(fù)荷不平衡，供電質(zhì)量下降，影響電網(wǎng)及用戶設(shè)備安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于配電網(wǎng)處于電 網(wǎng)的末端，用戶多為低壓用戶，許多用電器的功率因數(shù)很低，且不帶補(bǔ)償裝置，給電網(wǎng)帶來(lái) 了很大的功率負(fù)擔(dān)和額外線損，因此準(zhǔn)確測(cè)量無(wú)功諧波等系統(tǒng)參量，并合理補(bǔ)償和治理對(duì) 于維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定，保證電能質(zhì)量和安全運(yùn)行具有重要的意義。
[0003]在目前國(guó)內(nèi)外低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的實(shí)際應(yīng)用中，存在著以下諸多問(wèn)題：（1) 采取的補(bǔ)償目標(biāo)(如以功率因數(shù)為補(bǔ)償目標(biāo))不合理會(huì)產(chǎn)生投切振蕩問(wèn)題；（2)為了降低成 本和提高運(yùn)算速度，采取只采樣一相電壓電流信號(hào)，使得當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，很難準(zhǔn)確測(cè) 量無(wú)功功率，造成相過(guò)補(bǔ)或相欠補(bǔ)現(xiàn)象；（3)沒(méi)有考慮到諧波對(duì)電容器的影響，大大地縮短 電容器的壽命，甚至經(jīng)常燒毀電容器；（4)補(bǔ)償方案不能根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行在線升級(jí)；（5)補(bǔ) 償速度慢，補(bǔ)償精度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是解決電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度不高、諧波分析準(zhǔn)確度不高、無(wú)功 補(bǔ)償控制精度低和補(bǔ)償方案不靈活的問(wèn)題，提出了一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片，包 括自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊、信號(hào)源選擇模塊、三相電壓互感模塊、三相電流互感模塊、采樣控 制模塊、周期測(cè)量模塊、北斗通信模塊、電量參數(shù)計(jì)算模塊、投切電容控制模塊、復(fù)合開(kāi)關(guān)模 塊、電容器組、存儲(chǔ)模塊以及自檢模塊，所述自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊通過(guò)信號(hào)源選擇模塊分別 和三相電流互感模塊、三相電壓互感模塊相連接，所述三相電流互感模塊、三相電壓互感模 塊分別和采樣控制模塊、周期測(cè)量模塊相連接，所述周期測(cè)量模塊和采樣控制模塊相連接， 所述采樣控制模塊通過(guò)電量參數(shù)計(jì)算模塊和北斗通信模塊、存儲(chǔ)模塊相連接，所述電量參 數(shù)計(jì)算模塊通過(guò)投切電容控制模塊和復(fù)合開(kāi)關(guān)相連接，所述復(fù)合開(kāi)關(guān)和電容器組相連接。
[0005] 所述自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊模擬產(chǎn)生電網(wǎng)的三相電壓、三相電流信號(hào)，用于S0C芯片 自檢，檢驗(yàn)采樣控制模塊、周期測(cè)量模塊和電量參數(shù)計(jì)算模塊的功能是否正常，信號(hào)源選擇 模塊選擇三相電壓互感模塊、三相電流互感模塊是來(lái)自真實(shí)的電網(wǎng)三相電壓、三相電流還 是來(lái)自自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊產(chǎn)生電網(wǎng)的三相電壓、三相電流信號(hào)。自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊產(chǎn) 生三相電壓和三相電流的算法如下： ->: -> -> 其中w」、％、&
為三相電壓信號(hào)，^、/,,、/,為三相電流信號(hào)，Zab、Zca、Zbc分別為AB相、CA相、BC相之間的 A h C； 負(fù)載，w、0分別為三相電壓的角頻率和初相，a為模擬的高斯噪聲，￥(1為模擬三相電壓波動(dòng)的 角頻率。
[0007] 三相電壓互感模塊、三相電流互感模塊將三相電壓和三相電流轉(zhuǎn)換為方波輸入給 周期測(cè)量模塊，周期測(cè)量模塊的工作頻率高于方波的頻率，周期測(cè)量模塊通過(guò)測(cè)量方波的 周期，實(shí)時(shí)調(diào)整采樣控制模塊的采樣頻率，采樣頻率的計(jì)算方法如下：
[0008] 如果確定AD轉(zhuǎn)換速率為N次/周期，通過(guò)檢測(cè)兩次正跳變的時(shí)間間隔測(cè)量出信號(hào)的 周期T，計(jì)算出電網(wǎng)頻率/ = +，由此決定下一信號(hào)周期的采樣周期為T/N.當(dāng)周期測(cè)量模塊 的工作頻率為16MHz時(shí)，工頻信號(hào)的頻率檢測(cè)的誤差僅為5 X 1 (T5。
[0009] 采樣控制模塊根據(jù)周期測(cè)量模塊輸出的調(diào)整采樣頻率信號(hào)完成對(duì)三相電壓和三 相電流采樣，并將6路采樣結(jié)果輸入給電量參數(shù)計(jì)算模塊。
[0010] 電量參數(shù)計(jì)算模塊用于完成對(duì)三相電壓、三相電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，計(jì)算出有功功率、 視在功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電壓諧波總畸變率、電流諧波總畸變率、三相電流和三相電 壓的有效值。其中一相電壓和電流測(cè)量的具體計(jì)算方法如下：
[0011] 1、對(duì)該相電壓序列和電流序列進(jìn)行加窗處理減小頻譜泄漏。
[0012] 采樣N點(diǎn)電壓序列{u(n)}和電流序列{i(n)}，二者構(gòu)成復(fù)數(shù)離散時(shí)間序列y(n)=u (n)+ji(n)，n = 0, ? ? ?，N-1，窗函數(shù)的形式為wCrOzarfocosUiin/N)，n = 0, ? ? ?，N-1，其中為 窗的參數(shù)~，!^，通過(guò)選取不同的，可以形成矩形窗、漢寧窗和漢明窗，加窗后的序列x (n)為y(n)和w(n)卷積的結(jié)果。
[0013] 2、計(jì)算該相加窗后電壓序列和電流序列的傅里葉變換。
[0014] 計(jì)算加窗后序列x(n)的傅里葉變換，其傅里葉變換為= = f 得 .!1=U 到電壓序列和電流序列的頻譜為 (n)，n = 0, ? ? ?，N-1的傅里葉變換。
[0015] 3、計(jì)算該相各次(0〈K〈N/2-l)諧波電壓、電流的有效值〇](1〇，1(1〇)、有功功率(？ (K))、視在功率。
[0018] 其中MaX1，Mim分別為{Xr(K)+Xr(N-K)}，{Xi(K)-Xi(N-K)}最大絕對(duì)值和最小絕對(duì) 值，Max 2，Min2分別為{Xr(K)-Xr(N-K)}，{Xi(K)+Xi(N-K)}最大絕對(duì)值和最小絕對(duì)值，
Xr(K) JMK)分別為X(K)的實(shí)部和虛部，Xr(N-K) JMN-K)分別為X(N-K) 的實(shí)部和虛部。
[0019] 計(jì)算得到此相電壓和電流的有效值為：
，其中L，L〈N/2-l代表諧波的階數(shù)。
[0021] 有功功率P、視在功率S分別為：
[0022] 戶=乞尸(/〇:，S = UI,其中L，L〈N/2_1代表諧波的階數(shù)。
[0023] 4、計(jì)算無(wú)功功率Q、功率因數(shù)cos巾和總諧波畸變率(THDu，THDi)。
[0024] 無(wú)功功率為泛=^/史-戶，功率因數(shù)cos (}> =P/S，電壓總諧波畸變率
電流總諧波畸變率
其中L，L〈N/2-l代表諧波的階數(shù)。
[0025] 所述投切電容控制模塊根據(jù)電量參數(shù)計(jì)算模塊輸出的無(wú)功功率和功率因數(shù)以及 復(fù)合開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息，采用模糊最優(yōu)控制算法完成對(duì)電容器組的投切控制，具體的投切控 制算法如下：
[0026] 1、首先選定最優(yōu)控制目標(biāo)。
[0027]最優(yōu)控制的目標(biāo)是使得電路功率因數(shù)最尚，即使M = cos 最大，約束條件是Qc ' = NAQC，N = 0，1，2,3,...，其中，巾為負(fù)載功率因數(shù)角，N為投切電容器組數(shù)，Qc'，AQC分別為 補(bǔ)償電容器實(shí)際投切容量和單位分級(jí)電容容量。
[0028] 2、具體的控制算法實(shí)現(xiàn)如下：
[0029] 根據(jù)電壓偏差eu和功率因數(shù)偏差e(i>查模糊控制表，得出所需要投切的電容器組 數(shù)N，當(dāng)N>1時(shí)，以較小的時(shí)間間隔投切N-1電容器，等待一個(gè)控制周期后，計(jì)算電網(wǎng)各參數(shù)， 再由最優(yōu)控制器判斷是否需要投切一組電容器，如果查表得出所需要投切的電容器組數(shù)N〈 1，則直接使用最優(yōu)控制器判斷是否需要投切一組電容器。
[0030] 所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)投切次數(shù)和投切時(shí)間、故障記錄數(shù)據(jù)，電量參數(shù)計(jì)算模塊 的無(wú)功功率、功率因數(shù)，可供現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程查閱。
[0031] 所述北斗模塊用于上報(bào)電量參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算的有功功率、視在功率、無(wú)功功率、 功率因數(shù)、電壓諧波總畸變率、電流諧波總畸變率、三相電流和三相電壓的有效值信息，并 接收遠(yuǎn)程的電容器組人工投切控制信息。
[0032]本發(fā)明的有益效果:解決了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度不高、諧波分析準(zhǔn)確度不高、 無(wú)功補(bǔ)償控制精度低和補(bǔ)償方案不靈活等問(wèn)題，可以保證供電系統(tǒng)安全運(yùn)行，減少電能損 耗，節(jié)約電能。
【附圖說(shuō)明】
[0033]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0034]圖1是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片工作流程圖。
[0036]圖3是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片中投切電容控制模塊的結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0037]圖4是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片中投切電容控制模塊的算法 流程圖。
[0038]表1是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片中模糊控制規(guī)則表。（表中NB 表示負(fù)大，NM表示負(fù)中，NS表示負(fù)小，PS表示正小，PM表示正中，PB表是正大，0表示零）。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0040] 圖1是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片結(jié)構(gòu)示意圖。基于復(fù)合傳感實(shí) 現(xiàn)路情實(shí)時(shí)識(shí)別和危險(xiǎn)判斷的汽車智能盒子包括:包括自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊、信號(hào)源選擇 模塊、三相電壓互感模塊、三相電流互感模塊、采樣控制模塊、周期測(cè)量模塊、北斗通信模 塊、電量參數(shù)計(jì)算模塊、投切電容控制模塊、復(fù)合開(kāi)關(guān)模塊、電容器組、存儲(chǔ)模塊以及自檢模 塊，所述自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊通過(guò)信號(hào)源選擇模塊分別和三相電流互感模塊、三相電壓互 感模塊相連接，所述三相電流互感模塊、三相電壓互感模塊分別和采樣控制模塊、周期測(cè)量 模塊相連接，所述周期測(cè)量模塊和采樣控制模塊相連接，所述采樣控制模塊通過(guò)電量參數(shù) 計(jì)算模塊和北斗通信模塊、存儲(chǔ)模塊相連接，所述電量參數(shù)計(jì)算模塊通過(guò)投切電容控制模 塊和復(fù)合開(kāi)關(guān)相連接，所述復(fù)合開(kāi)關(guān)和電容器組相連接。
[0041] 圖2是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片工作流程圖。系統(tǒng)初始化后， 系統(tǒng)判斷自檢是否通過(guò)，系統(tǒng)自檢時(shí)輸入的信號(hào)來(lái)自自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊，當(dāng)自檢通過(guò)時(shí)， 信號(hào)源選擇模塊選擇真實(shí)電網(wǎng)的三相電壓、三相電流信號(hào)。
[0042]自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊模擬產(chǎn)生電網(wǎng)的三相電壓、三相電流信號(hào)，用于S0C芯片自 檢，檢驗(yàn)采樣控制模塊、周期測(cè)量模塊和電量參數(shù)計(jì)算模塊的功能是否正常，信號(hào)源選擇模 塊選擇三相電壓互感模塊、三相電流互感模塊是來(lái)自真實(shí)的電網(wǎng)三相電壓、三相電流還是 來(lái)自自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊產(chǎn)生電網(wǎng)的三相電壓、三相電流信號(hào)。自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊產(chǎn)生 三相電壓和三相電流的算法如下：
為三相電壓信號(hào)，￡、￡、/=為三相電流信號(hào)，2仙、21、2此分別為48相、04相、8(：相之間的 A B C 負(fù)載，w、0分別為三相電壓的角頻率和初相，a為模擬的高斯噪聲，￥(1為模擬三相電壓波動(dòng)的 角頻率。
[0044]三相電壓互感模塊、三相電流互感模塊將三相電壓和三相電流轉(zhuǎn)換為方波輸入給 周期測(cè)量模塊，周期測(cè)量模塊的工作頻率高于方波的頻率，周期測(cè)量模塊通過(guò)測(cè)量方波的 周期，實(shí)時(shí)調(diào)整采樣控制模塊的采樣頻率，采樣頻率的計(jì)算方法如下：
[0045]如果確定AD轉(zhuǎn)換速率為N次/周期，通過(guò)檢測(cè)兩次正跳變的時(shí)間間隔測(cè)量出信號(hào)的 周期T，計(jì)算出電網(wǎng)頻率/ = +，由此決定下一信號(hào)周期的采樣周期為T/N.當(dāng)周期測(cè)量模塊 的工作頻率為16MHz時(shí)，工頻信號(hào)的頻率檢測(cè)的誤差僅為5 X 1 (T5。
[0046]采樣控制模塊根據(jù)周期測(cè)量模塊輸出的調(diào)整采樣頻率信號(hào)完成對(duì)三相電壓和三 相電流采樣，并將6路采樣結(jié)果輸入給電量參數(shù)計(jì)算模塊。
[0047]電量參數(shù)計(jì)算模塊用于完成對(duì)三相電壓、三相電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，計(jì)算出有功功率、 視在功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電壓諧波總畸變率、電流諧波總畸變率、三相電流和三相電 壓的有效值。其中一相電壓和電流測(cè)量的具體計(jì)算方法如下：
[0048] 5、對(duì)該相電壓序列和電流序列進(jìn)行加窗處理減小頻譜泄漏。
[0049] 采樣N點(diǎn)電壓序列{u(n)}和電流序列{i(n)}，二者構(gòu)成復(fù)數(shù)離散時(shí)間序列y(n)=u (n)+ji(n)，n = 0, ? ? ?，N-1，窗函數(shù)的形式為wCrOzarfocosUiin/N)，n = 0, ? ? ?，N-1，其中為 窗的參數(shù)~，!^，通過(guò)選取不同的，可以形成矩形窗、漢寧窗和漢明窗，加窗后的序列x (n)為y(n)和w(n)卷積的結(jié)果。
[0050] 6、計(jì)算該相加窗后電壓序列和電流序列的傅里葉變換。
[0051 ] 計(jì)算加窗后序列x(n)的傅里葉變換，其傅里葉變換為= = ， 得到電壓序列和電流序列的頻譜為
X\N-K)是奴1〇=1!(11)- ji(n)，n = 0,. . .，N-1的傅里葉變換。
[0052] 7、計(jì)算該相各次(0〈1?~/2-1)諧波電壓、電流的有效值〇](1〇，1(1〇)、有功功率(？ (K))、視在功率。
[0055] 其中MaX1，Mim分別為{Xr(K)+Xr(N-K)}，{Xi(K)-Xi(N-K)}最大絕對(duì)值和最小絕對(duì) 值，Max2，Min2分別為{Xr(K)-Xr(N-K)}，{Xi(K)+Xi(N-K)}最大絕對(duì)值和最小絕對(duì)值，
_ XdKhXKK)分別為X(K)的實(shí)部和虛部，XdN-KhXKN-K)分別為X(N-K) 的實(shí)部和虛部。
[0056] 計(jì)算得到此相電壓和電流的有效值為：
，其中L，L〈N/2-l代表諧波的階數(shù)。
[0058]有功功率P、視在功率S分別為：
[0059] 戶二(尺)2，S = UI，其中L，L〈N/2_1代表諧波的階數(shù)。
[0060] 8、計(jì)算無(wú)功功率Q、功率因數(shù)cos (i>和總諧波畸變率(THDu，THDi)。
[0061] 無(wú)功功率為e = 功率因數(shù)c〇S(i) =P/S，電壓總諧波畸變率

電流總諧波畸變率 其中L，L〈N/2-l代表諧波的階數(shù)。 ，+
[0062]圖3是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片中投切電容控制模塊的結(jié)構(gòu) 示意圖。所述投切電容控制模塊根據(jù)電量參數(shù)計(jì)算模塊輸出的無(wú)功功率和功率因數(shù)以及復(fù) 合開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息，采用模糊最優(yōu)控制算法完成對(duì)電容器組的投切控制，具體的投切控制 算法如下：
[0063] 1、首先選定最優(yōu)控制目標(biāo)。
[0064]最優(yōu)控制的目標(biāo)是使得電路功率因數(shù)最尚，即使M = cos 最大，約束條件是Qc ' = NAQC，N = 0，1，2,3,...，其中，巾為負(fù)載功率因數(shù)角，N為投切電容器組數(shù)，Qc'，AQC分別為 補(bǔ)償電容器實(shí)際投切容量和單位分級(jí)電容容量。
[0065] 2、具體的控制算法實(shí)現(xiàn)如下：
[0066]表1是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片中模糊控制規(guī)則表。（表中NB 表示負(fù)大，匪表示負(fù)中，NS表示負(fù)小，PS表示正小，PM表示正中，F(xiàn)>B表是正大，0表示零）。根據(jù) 電壓偏差eu和功率因數(shù)偏差e巾查模糊規(guī)則表，得出所需要投切的電容器組數(shù)N，當(dāng)N> 1時(shí)， 以較小的時(shí)間間隔投切N-1電容器，等待一個(gè)控制周期后，計(jì)算電網(wǎng)各參數(shù)，再由最優(yōu)控制 器判斷是否需要投切一組電容器，如果查表得出所需要投切的電容器組數(shù)N〈l，則直接使用 最優(yōu)控制器判斷是否需要投切一組電容器。圖4是本發(fā)明的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C 芯片中投切電容控制模塊的算法流程圖。
[0067] 存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)投切次數(shù)和投切時(shí)間、故障記錄數(shù)據(jù)，電量參數(shù)計(jì)算模塊的無(wú) 功功率、功率因數(shù)，可供現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程查閱。
[0068] 北斗模塊用于上報(bào)電量參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算的有功功率、視在功率、無(wú)功功率、功率 因數(shù)、電壓諧波總畸變率、電流諧波總畸變率、三相電流和三相電壓的有效值信息，并接收 遠(yuǎn)程的電容器組人工投切控制信息。
[0069] 本發(fā)明的有益效果:解決了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度不高、諧波分析準(zhǔn)確度不高、 無(wú)功補(bǔ)償控制精度低和補(bǔ)償方案不靈活等問(wèn)題，可以保證供電系統(tǒng)安全運(yùn)行，減少電能損 耗，節(jié)約電能。
[0070] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的實(shí)施方法，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其 它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0071] 表1 一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用S0C芯片中模糊控制規(guī)則表
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片，其特征在于包括自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊、信號(hào)源 選擇模塊、三相電壓互感模塊、三相電流互感模塊、采樣控制模塊、周期測(cè)量模塊、北斗通信 模塊、電量參數(shù)計(jì)算模塊、投切電容控制模塊、復(fù)合開(kāi)關(guān)模塊、電容器組、存儲(chǔ)模塊以及自檢 模塊，所述自檢信號(hào)源產(chǎn)生模塊通過(guò)信號(hào)源選擇模塊分別和三相電流互感模塊、三相電壓 互感模塊相連接，所述三相電流互感模塊、三相電壓互感模塊分別和采樣控制模塊、周期測(cè) 量模塊相連接，所述周期測(cè)量模塊和采樣控制模塊相連接，所述采樣控制模塊通過(guò)電量參 數(shù)計(jì)算模塊和北斗通信模塊、存儲(chǔ)模塊相連接，所述電量參數(shù)計(jì)算模塊通過(guò)投切電容控制 模塊和復(fù)合開(kāi)關(guān)相連接，所述復(fù)合開(kāi)關(guān)和電容器組相連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片，其特征在于:所述自檢 信號(hào)源產(chǎn)生模塊模擬產(chǎn)生電網(wǎng)的三相電壓、三相電流信號(hào)，用于SOC芯片自檢，檢驗(yàn)采樣控 制模塊、周期測(cè)量模塊和電量參數(shù)計(jì)算模塊的功能是否正常，信號(hào)源選擇模塊選擇三相電 壓互感模塊、三相電流互感模塊是來(lái)自真實(shí)的電網(wǎng)三相電壓、三相電流還是來(lái)自自檢信號(hào) 源產(chǎn)生模塊產(chǎn)生電網(wǎng)的三相電壓、三相電流信號(hào)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片，其特征在于：所述三相 電壓互感模塊、三相電流互感模塊將三相電壓、三相電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入給采樣控制 模塊以及周期測(cè)量模塊，周期測(cè)量模塊實(shí)時(shí)測(cè)量出三相電壓、三相電流的頻率，然后用實(shí)測(cè) 的三相電壓和三相電流頻率自適應(yīng)地改變采樣控制模塊的采樣頻率。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片，其特征在于:所述電量 參數(shù)計(jì)算模塊用于完成對(duì)三相電壓、三相電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，計(jì)算出有功功率、視在功率、無(wú) 功功率、功率因數(shù)、電壓諧波總畸變率、電流諧波總畸變率、三相電流和三相電壓的有效值。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片，其特征在于:所述投切 電容控制模塊根據(jù)電量參數(shù)計(jì)算模塊輸出的無(wú)功功率和功率因數(shù)以及復(fù)合開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信 息，采用模糊最優(yōu)控制算法完成對(duì)電容器組的投切控制。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片，其特征在于:所述存儲(chǔ) 模塊用于存儲(chǔ)投切次數(shù)和投切時(shí)間、故障記錄數(shù)據(jù)，電量參數(shù)計(jì)算模塊的無(wú)功功率、功率因 數(shù)，可供現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程查閱。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備用SOC芯片，其特征在于:所述北斗 模塊用于上報(bào)電量參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算的有功功率、視在功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電壓諧 波總畸變率、電流諧波總畸變率、三相電流和三相電壓的有效值信息，并接收遠(yuǎn)程的電容器 組人工投切控制信息。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK105958510SQ201610440783
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月18日
【發(fā)明人】王丹
【申請(qǐng)人】南京采薇且歌信息科技有限公司