[发明专利]一种新型无功功率补偿器控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种西门子SIMATIC TDC控制平台及相关模块，特别是涉及一种新型无功功率补偿器控制装置及其控制方法。

背景技术

随着现代电力电子设备等非线性负荷大量接入电网，使电网供电质量受到严重影响，其中各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源，导致了一系列不良影响，电气设备不能正常运行工作。静止型动态无功补偿SVC装置来抑制谐波、补偿无功，但其无功功率补偿器控制装置存在响应时间长，检测电网信号采集精度差，计算精度低，装置工作稳定性差等缺点。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，利用西门子SIMATIC TDC成熟的工业控制平台，提供了一种高性能的无功补偿控制装置及其控制方法。

为了解决上述问题，本发明采用以下方案：

一种新型无功功率补偿器控制装置，包括：ADDC控制器、受电电流采样模块、母线电压采样模块、TCR电流采样模块、同步检测模块、带通滤波器模块、六相脉冲输出模块和TCR；

受电电流采样模块，用于采集三相系统电流，包括系统电流IA、IB、IC；

母线电压采样模块，用于采集电网电压，包括系统电压UA、UB、UC；

TCR电流采样模块，用于采集TCR电流，包括TCRA、TCRB、TCRC；

同步检测模块，用于检测同步信号送往ADDC控制器；

带通滤波器模块，用于滤除采样信号中的谐波，带通滤波模块共有9个滤波支路，系统电流IA、IB、IC、系统电压UA、UB、UC和TCR电流的TCRA、TCRB、TCRC电流都需要进行滤波；

受电电流采样模块、母线电压采样模块、TCR电流采样模块采集到的模拟信号经过滤波模块送给ADDC控制器；同步检测模块检测的同步信号也送给ADDC控制器，由ADDC控制器来计算脉冲角度，通过六相脉冲输出模块将触发脉冲信息在过零点时刻为基准以脉冲的形式发送给TCR，TCR根据该脉冲发出电流进行无功补偿。

所述的新型无功功率补偿器控制装置，还包括手动电压输入模块，用于在设备检查及设备试验时，通过对手动电压信号幅值的检测来进行比较计算，手动输出可调节的不同角度的触发脉冲，从而手动调节TCR发出的电流。

所述的新型无功功率补偿器控制装置，还包括投切信号输入模块，用于采集控制TCR投切的高压开关柜送来的TCR并网信号、TCR断网信号及其他故障信号，以便控制器能够自动进行相应的并网、断网及保护等操作。

所述的新型无功功率补偿器控制装置，还包括继电器点输出模块，用来控制设备的运行、故障指示灯，并且输出控制状态结点及故障状态结点。

所述的新型无功功率补偿器控制装置的控制方法，当ADDC控制器检测到三相电压过零点信号后，对系统三相电压、系统三相电流及TCR电流进行瞬时幅值采样，应用两点法对本次电压过零点时刻采集的9路模拟量及上次电压过零点时刻采集的9路模拟量进行计算，可以得到本次采样时刻的电网系统三相电压、系统三相电流及TCR电流的幅值及相位信息，再将这些数据通过快速无功补偿算法可以计算出为了完成无功补偿功能TCR所需发出的电流值，然后通过查表法计算出需要发出的脉冲角度信息，最后通过六相脉冲输出模块将触发脉冲信息在过零点时刻为基准以脉冲的形式发送给TCR，TCR根据该脉冲发出电流进行无功补偿。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明响应速度快，基于TDC工业控制平台的高速64位RSIC CPU，32M内存，周期时间100μs使其计算速度更快。

2、本发明动态快速连续准确的调节触发脉冲角度输出，最大限度满足功率因数补偿要求，任意时刻的功率因数达到0.98～1.0。

3、本发明可实现调节脉冲角度为102度至165度，增加了调节范围。使无功功率补偿装置的输出范围扩大，提高了设备利用率，使设备发挥最大功效。

4、本发明计算精度高，触发角度在50Mvar容量无功补偿装置稳态状态下实际运行，无功波动在30安培。

5、本发明设备损耗小，设备工作稳定性及精度高，使无功补偿设备感性与容性无功基本抵消，空载状态下无功损耗小，空载损耗小。

6、本发明采用西门子STEP7软件，可进行实时监控，并且可以进行实时参数修改。它支持用户以用户友好的简单方式使用这些系统的性能。

7、本发明工作稳定，所选用器件安全可靠，可满足不同现场环境要求，故障率低。

附图说明

图1是本发明无功功率补偿器控制装置原理图。