CN103365275B - 一种负载功率控制方法及晶闸管功率控制器 - Google Patents

一种负载功率控制方法及晶闸管功率控制器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于晶闸管功率控制器的负载功率控制方法及一种晶闸管功率控制器。一种负载功率控制方法，控制器包括主控制器和从控制器，所述方法包括以下步骤：从控制器将各自的晶闸管功率和开通时间发送给主控制器;主控制器经运算后分别将每个晶闸管的开通时间节点发送给各从控制器；各从控制器根据所收到的时间节点对各自的晶闸管进行开通。本发明可针对多台晶闸管功率控制器同时在电网上工作，并且能够减小电流谐波和电流谐波对电网的冲击。

Description

一种负载功率控制方法及晶闸管功率控制器
技术领域
本发明涉及一种应用于晶闸管功率控制器的负载功率控制方法及一种晶闸管功率控制器。
背景技术
晶闸管功率控制器能够根据用户需求调节设备输出恒定电压、电流、功率的交流电。一台晶闸管功率控制器单独运行时，主要通过控制晶闸管的开通和关闭，来对设备进行供电。根据用户所需的功率，晶闸管将频繁的开通和关断，这个过程会对环境电网造成频繁的冲击，在电网上产生一定的谐波。当多台功率控制器在同一电网工作时，如果每台控制器都为独立工作模式，其晶闸管的开通和关断时间是独立分配的，将对工厂或其使用环境的电力电网造成强烈和频繁的冲击，在电网中产生大量的谐波，进而进一步影响到其他电力设备的正常运行，甚至损坏，就功率控制器本身而言也难正常工作。因此需要一种控制方法，当多台晶闸管功率控制器在接入同一电力电网时，能够对每台控制器的晶闸管的开通时间进行合理的分配，以达到减小电网谐波，改善电网环境的目的。
 为实现在电网上合理安排功率控制器晶闸管开通时间的目的，现有的技术将各台控制器的开通时间进行排序，按照从大到小的顺序依次在同一调功周期上，先从左到右进行开通，到最右端后再从右到左继续开通。按照此种排序方式将晶闸管的开通时间从调功周期两端为起点进行分配。现有的此种技术首先没有考虑各控制器负载的功率，在各控制器负载功率差别较大时，就算合理的安排了开通时间，但是由于负载功率的差别，依然会对电网环境造成较大的冲击。假设各控制器负载功率相同的情况下，如果各控制器的开通时间大于调功周期的50%，按照这种排序方式，仍会对电网环境造成很大的冲击。如图1所示，四台控制器所带负载功率相同，开通时间相同，都大于调功周期的50%，按照现有技术分配开通时间后，在调功周期中间会有一段时间所有控制器的负载同时开通，对电网造成大的冲击。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种负载功率控制方法及晶闸管功率控制器，达到减小电流谐波和减小电网冲击的目的。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种负载功率控制方法，控制器包括主控制器和从控制器，所述方法包括以下步骤：
从控制器将各自的晶闸管功率和开通时间发送给主控制器;
主控制器经运算后分别将每个晶闸管的开通时间节点发送给各从控制器；
各从控制器根据所收到的时间节点对各自的晶闸管进行开通。
    一种使用所述的方法的晶闸管功率控制器，所述控制器包括主控制器和从控制器，所述主控制器经通讯线与各个所述从控制器相连接，所述控制器包括按照功率大小排列后并且通过奇偶方法排列的两组控制器，分别为第一组控制器和第二组控制器；
    所述从控制器将自身的晶闸管功率和开通时间发送给所述主控制器，所述控制器经运算后将晶闸管开通时间节点发送给各所述从控制器。各所述从控制器根据所收到的时间节点对晶闸管进行开通。
所述运算具体为：将所述控制器根据功率从大到小依次进行排序；将按功率从大到小依次排列的所述控制器标号，分别为第一控制器、第二控制器直至第N控制器；所述第N控制器的功率小于第N-1控制器的功率；将标号后的所述控制器按照标号奇、偶数的方法分成两组，分别为第一组控制器和第二组控制器；
所述控制器的开通时间均不大于调功周期；
在调功周期上，所述第一组控制器按照顺序从调功周期的第一端到第二端给所述第一组控制器的每个所述控制器分配开通时间，排到调功周期的第二端时，再从调功周期的第一端向第二端分配所述控制器的开通时间，直至在调功周期上将所述第一组控制器的开通时间排列完；
在调功周期上，所述第二组控制器按照顺序从调功周期的第二端到第一端给所述第二组控制器的每个所述控制器分配开通时间，排到调功周期的第一端时，再从调功周期的第二端向第一端分配所述控制器的开通时间，直至在调功周期上将所述第二组控制器的开通时间排列完。
通过上述的运算，使得在调功周期上的控制器功率大小波动较小，进而减小了电流谐波，自然减小了对电网的冲击。
所述第一端为左端，所述第二端为右端。
或者，所述第一端为右端，所述第二端为左端。
所述第一组控制器为奇数组，所述第二组控制器为偶数组。
或者，所述第一组控制器为偶数组，所述第二组控制器为奇数组。
其中，任意一台所述控制器均可为所述主控制器。
或者，所述主控制器也可以为负载功率分配盒。
    一种使用所述的方法的晶闸管功率控制器，所述控制器包括主控制器和从控制器，所述主控制器经通讯线与各个所述从控制器相连接，所述控制器包括按照功率大小排列后并且通过奇偶方法排列的两组控制器，分别为第一组控制器和第二组控制器；
    所述从控制器将自身的晶闸管功率和开通时间发送给所述主控制器，所述控制器经运算后将晶闸管开通时间节点发送给各所述从控制器。各所述从控制器根据所收到的时间节点对晶闸管进行开通。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
针对多台晶闸管功率控制器同时在电网上工作，这种方法能够达到以下效果：
     1、电流谐波减小；
     2、电网冲击减小；
     3、减小了对同一电网环境中的其他用电设备的危害性，保护了其他用电设备。
附图说明： 
图1为背景技术中现有的晶闸管功率控制器功率分配结果；
    图2为晶闸管功率控制器的结构图；
    图3 为晶闸管功率控制器输出的电流波形；
    图4 为奇数组控制器开通时间分配情况；
    图5为偶数组控制器开通时间分配情况；
    图6 为采取本发明的一种负载功率控制方法后的输出结果；
图7 为采取原有控制方法后的输出结果；
图8为采用不同的控制方法时电网上谐波含量对比曲线图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
     在本发明技术方案中，多台晶闸管功率控制器工作在同一个电力电网环境中。每台控制器均可设为主控制器或从控制器，也可单独使用给一个负载功率分配盒作为主控制器。主控制器经通讯线与各从控制器相连接。从控制器将自身负载功率和开通时间发送给主控制器，主控制器经运算后将晶闸管开通时间节点发送给各从控制器。各从控制器根据所收到的时间节点对晶闸管进行开通。其主控制框图如图2所示。
    主控制器运算排序算法：
    各功率控制器设定统一的调功周期。各控制器将调整开通时间来对设备供电。设各控制器的开通时间 ，与调功周期的比值为给定：
从机将功率和开通时间发送给主控制器。主控制器接到各从机数据后，根据各控制器的功率大小，由大到小依次进行排序。排序后给控制器进行标号，功率最大的标号为第一控制器，设为1号机，设一共有N台控制器，排序后1号机功率最大，N号机功率最小。所述第N控制器的功率小于第N-1控制器的功率，1号机给定开机时间为，n号机给定为，且，。将控制器按编号奇偶数分为两组，第一组为第1、3、5等奇数编号控制器，第二组为第2、4、6等偶数编号控制器。在同一调功周期上，第一组控制器按照顺序从左到右分配开通给定时间，排到调功周期最右端时，将会从左端重新开始，继续按照从左到右的规则进行分配。第二组控制器按照同样的控制规则，从右到左分配开通给定时间。
设有五台控制器，其功率大小与开通波形如图3所示。按照上述控制方法进行排序，控制器标号是奇数组的分配结果如图4所示，按照功率大小，在调功周期上从左到右安排1号、3号、5号控制器的晶闸管依次开通所需时间。控制器标号是偶数组的分配结果如图5所示，按照功率大小，在调功周期上从右到左安排2号、4号控制器的晶闸管依次开通。合并两组分配结果，得到采取本控制分配的最终结果波形如图6所示。而采取原有分配技术的结果如图7所示，可以看出新的分配技术比原有的技术更合理，产生的电流谐波含量更小，减小了对电网环境的冲击。
图8比较了新的分配技术、原有技术和不采用功率分配时的谐波含量大小，可以看出，新的分配技术能够有效的降低电流谐波含量，减小对电网的冲击。
表1、表2和表3代表了在本发明的功率分配方法与原有功率分配方法和没有采用功率分配方法之间的母线电流谐波比较，在上表1,表2和表3中所看到的，联机编号代表着每台控制器的编号，总给定代表时间的长度单位。根据三个表中的不同的给定情况下的谐波THDI百分比曲线，如图8所示，可以看出，采用本发明的功率分配方法可以相对于现有技术明显降低母线电流谐波，减小对电网的冲击。

Claims (7)

1.一种负载功率控制方法，控制器包括主控制器和从控制器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
从控制器将各自的晶闸管功率和开通时间发送给主控制器；
主控制器经运算后分别将每个晶闸管的开通时间节点发送给各从控制器；
各从控制器根据所收到的时间节点对各自的晶闸管进行开通；
所述运算具体为：将所述从控制器根据功率从大到小依次进行排序；将按功率从大到小依次排列的所述从控制器标号，分别为第一控制器、第二控制器直至第N控制器；所述第N控制器的功率小于第N-1控制器的功率；将标号后的所述从控制器按照标号奇、偶数的方法分成两组，分别为第一组控制器和第二组控制器；所述从控制器的开通时间均不大于调功周期；
在调功周期上，所述第一组控制器按照顺序从调功周期的第一端到第二端给所述第一组控制器的每个所述从控制器分配开通时间，排到调功周期的第二端时，再从调功周期的第一端向第二端分配所述从控制器的开通时间，直至在调功周期上将所述第一组控制器的开通时间排列完；
在调功周期上，所述第二组控制器按照顺序从调功周期的第二端到第一端给所述第二组控制器的每个所述从控制器分配开通时间，排到调功周期的第一端时，再从调功周期的第二端向第一端分配所述从控制器的开通时间，直至在调功周期上将所述第二组控制器的开通时间排列完。
2.如权利要求1所述的一种负载功率控制方法，其特征在于，所述第一端为左端，所述第二端为右端。
3.如权利要求1所述的一种负载功率控制方法，其特征在于，所述第一端为右端，所述第二端为左端。
4.如权利要求1至3中任一项所述的一种负载功率控制方法，其特征在于，所述第一组控制器为奇数组，所述第二组控制器为偶数组。
5.如权利要求1至3中任一项所述的一种负载功率控制方法，其特征在于，所述第一组控制器为偶数组，所述第二组控制器为奇数组。
6.如权利要求1至3中任一项所述的一种负载功率控制方法，其特征在于，所述主控制器为负载功率分配盒。
7.一种使用如权利要求1至3中任一项所述的方法的晶闸管功率控制器，所述晶闸管功率控制器包括主控制器和从控制器，所述主控制器经通讯线与各个所述从控制器相连接，其特征在于，所述从控制器包括按照功率大小排列后并且通过奇偶方法排列的两组控制器，分别为第一组控制器和第二组控制器；
所述从控制器将自身的晶闸管功率和开通时间发送给所述主控制器，所述主控制器经运算后将晶闸管开通时间节点发送给各所述从控制器，各所述从控制器根据所收到的时间节点对晶闸管进行开通。
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