[实用新型]基于MCU的SVG与电容投切的集中控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电网无功补偿技术，更具体地说，它涉及一种基于MCU的SVG与电容投切的集中控制电路。

背景技术

无功功率补偿Reactive power compensation，简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。

目前，市面上采用的无功补偿方式分为SVG和SVC两种；其中，SVG可分为电压型和电流型两种，其既可提供滞后的无功功率，又可提供超前的无功功率。简单地说，SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现功率无功补偿的目的。

SVC是用于无功补偿典型的电力电子装置，它是利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和电容器的容量，从而改变输电系统的导纳。按控制对象和控制方式不同，分为晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（FC）配合使用的静止无功补偿装置（FC+TCR）和TCR与机械投切电容器（MSC）配合使用的装置。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于MCU的SVG与电容投切的集中控制电路，控制方式合理、补偿效果好的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于MCU的SVG与电容投切的集中控制电路，包括MCU集中控制器、静止无功补偿发生器、投切驱动电路、投切开关和补偿电容器；其中，所述静止无功补偿发生器包括主控制器以及与其连接的三相功率逆变电路、交流电压测量电路、交流电流测量电路、过零信号检测电路和直流电压测量电路；所述三相功率逆变电路与电网连接，用于基于接收到的驱动信号向电网传输相应的电流信号，以对电网进行无功补偿；所述交流电压测量电路用于检测电网的电压参数并传输至主控制器；所述交流电流测量电路用于检测电网的电流参数并传输至主控制器；所述过零信号检测电路用于检测电网的电压、电流的过零点参数并传输至主控制器；所述主控制器通过RS485通讯电路与所述MCU集中控制器连接，以将所述电压参数、电流参数和过零点参数传输至MCU集中控制器；所述MCU集中控制器用于基于接收到的各个参数计算电网的功率因数，并根据计算结果向主控制器发送控制指令，以及输出相应的切换信号至投切驱动电路；所述投切驱动电路与投切开关连接，用于基于接收到的切换信号控制所述投切开关运作；所述投切开关连接于补偿电容器与电网之间；所述主控制器还用于基于从MCU集中控制器接收到的控制指令向所述三相功率逆变电路输出相应的驱动信号。

通过以上技术方案：MCU集中控制器采集由静止无功补偿发生器中的主控制器通过所述RS485通讯电路传输过来的各个参数（电压参数、电流参数和过零点参数）,通过计算电网中各个无功有效值，判断是否需要进行无功补偿；若需要，即无功功率因数低于预设值时，先输出相应的切换信号至投切驱动电路，以控制投切开关闭合，将补偿电容器投入到电网中，此为初次补偿；之后再实时跟踪计算电网的无功功率因数，并据此输出相应的控制指令（包含有无功功率因数）至静止无功补偿发生器中的主控制器，通知其进行无功补偿；主控制器接收到控制指令后，输出驱动信号至三相功率逆变电路，以控制三相功率逆变电路向电网吸收或发出无功电流；此为二次补偿。进而，通过以上的控制补偿方式，使得补偿效果更理想。

优选地，所述投切开关采用继电器。

通过以上技术方案：只需要通过较小的直流电压即可控制继电器的触点开关的闭合和断开，将继电器的触点开关的两端分别连接于电网和补偿电容器上，即可实现对补偿电容器的投切控制。

优选地，所述投切驱动电路采用专用继电器驱动IC。

通过以上技术方案：采用专用的继电器驱动IC，使得电路的集成度更高，且功耗得以大幅度的降低。

优选地，所述MCU集中控制器与投切驱动电路之前连接有光电耦合器。

通过以上技术方案：采用光电耦合器，使信号只能从MCU集中控制器到投切驱动电路，从而保证了MCU集中控制器的安全性和可靠性；

优选地，还包括数据存储电路，所述数据存储电路与MCU集中控制器连接。