CN110829454A - 一种静止无功补偿器svg多机并联控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统及控制方法，该并联控制系统在多机并联的静止无功发生器SVG的主机中进行了不同厂家及同厂家通讯模块的设计，有效的解决了同厂家及不同厂家静止无功发生器SVG并联运行的问题，该并联控制方法根据并联静止无功发生器SVG厂家的不同，给出了不同工况下的通讯控制方法，使得不同厂家静止无功发生器SVG并联运行得以实现。

Description

一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于静止无功补偿器(SVG)的多机并机策略技术领域，涉及一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统及控制方法。

背景技术

SVG(静止无功补偿器)为现阶段电力系统最先进的无功补偿技术，可以快速连续的输出容性无功功率或者感性无功功率，通过对系统无功的控制，实现稳定电网电压，提高系统功率因数，保障电力系统稳定、高效的运行。

由于目前受功率开关(IGBT)技术的限制，SVG设备单台容量不大，随着电力系统容量的不断增加，电力系统对无功补偿装置的容量需求也不断增加，在现场会出现多台SVG设备并联在用一段母线运行，这就需要SVG设备能够并联运行，需要并联运行各SVG可以自动功率平衡。

但目前业内只有同一厂家之间的光纤通讯并机功能，由于不同厂家光纤通讯的协议不同，因此不同厂家之间无法进行光纤快速通讯，对于并机功能只局限于同一厂家。

发明内容

本发明提供了一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统及控制方法，该方法结合RS485和光纤通讯两种手段，同时控制不同厂家的SVG无功调度，克服了传统SVG并机对于不同厂家无法调度的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统，该系统由同厂家和不同厂家的多组静止无功补偿器SVG以及调试后台上位机组成，其中多组静止无功补偿器SVG中选一台静止无功补偿器SVG为主机，其它组静止无功补偿器SVG为从机，其中调试后台上位机通过RS485通讯与静止无功补偿器SVG主机中通讯板上的RS485通讯#1进行连接，静止无功补偿器SVG主机中的RS485通讯#2端口与不同厂家静止无功补偿器SVG从机中的RS485通讯接口相连接，静止无功补偿器SVG主机中的各光纤收发模块与同厂家静止无功补偿器SVG从机中各光纤收发模块对应连接。

所述多组静止无功补偿器SVG的结构均相同，由主控板和通讯板组成，所述主控板由数字信号处理器DSP、主控板现场可编程门阵列FPGA和若干个光纤收发模块组成，数字信号处理器DSP与主控板现场可编程门阵列FPGA之间采用高速串行外设接口SPI通讯连接，各光纤收发模块与主控板现场可编程门阵列FPGA之间采用数据线进行连接，光纤收发模块与主控板现场可编程门阵列FPGA进行数据交互传输；所述通讯板由通讯板现场可编程门阵列FPGA、数据处理器、RS485通讯#1和RS485通讯#2组成，其中通讯板现场可编程门阵列FPGA与数据处理器之间采用高速串行外设接口SPI通讯连接，RS485通讯#1和RS485通讯#2与数据处理器之间采用数据线进行连接，RS485通讯#1和RS485通讯#2与数据处理器之间进行数据交互传输；所述静止无功补偿器SVG中的主控板和通讯板之间采用双口运行内存RAM进行通讯连接。

所述静止无功补偿器SVG主控板中的数字信号处理器DSP负责控制算法与无功计算，主控板现场可编程门阵列FPGA负责通讯数据收发：包括传输数据给通讯板现场可编程门阵列FPGA、传输给其他静止无功补偿器SVG的通讯板现场可编程门阵列FPGA光纤通讯；通讯板中的通讯板现场可编程门阵列FPGA负责静止无功补偿器SVG内部与主控板现场可编程门阵列FPGA的数据通讯，通讯板中的数据处理器共有两个RS485通讯口，负责静止无功补偿器SVG与调试后台上位机进行通讯、与不同厂家静止无功补偿器SVG的RS485接口进行通讯。

一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统的控制方法，具体如下：

1).同厂家静止无功补偿器SVG之间的高速通讯：由静止无功补偿器SVG主机的数据处理器通过RS485通讯#1获取调试后台上位机需要的无功给定值，静止无功补偿器SVG主机的数据传递流程为：数据处理器->通讯板现场可编程门阵列FPGA->主控板现场可编程门阵列FPGA->主控板的数字信号处理器DSP，然后由静止无功补偿器SVG主机的数字信号处理器DSP负责总体无功的计算和各个静止无功补偿器SVG从机无功的分配，通过静止无功补偿器SVG主机中主控板现场可编程门阵列FPGA通过光纤收发模块将分配的数据分配给静止无功补偿器SVG从机中对应的光纤收发模块，然后再由光纤收发模块传输给静止无功补偿器SVG从机主控板现场可编程门阵列FPGA，最后由主控板现场可编程门阵列FPGA告知静止无功补偿器SVG从机中的数字信号处理器DSP，最终控制静止无功补偿器SVG从机的无功输出。

2).不同厂家静止无功补偿器SVG之间的高速通讯：静止无功补偿器SVG主机中通讯板的数据处理器负责静止无功补偿器SVG主机与调试后台上位机通讯和与其他厂家静止无功补偿器SVG的RS485基于MODBUS通讯协议进行通讯，静止无功补偿器SVG主机的数据处理器通过RS485通讯#1从调试后台上位机获取的无功给定值，静止无功补偿器SVG主机的数据处理器通过RS485通讯#2获取其他厂家的静止无功补偿器SVG状态，然后在静止无功补偿器SVG主机通过以下顺序的传输给数字信号处理器DSP：通讯板数据处理器->通讯板现场可编程门阵列FPGA->主控板现场可编程门阵列FPGA->主控板的数字信号处理器DSP，然后主控板的数字信号处理器DSP对获取的信息进行计算，然后再回传到通讯板中的RS485通讯#2，由RS485通讯#2分配无功给其他厂家的静止无功补偿器SVG，对于静止无功补偿器SVG主机的无功给定通过主控板现场可编程门阵列FPGA传输给数字信号处理器DSP。

3).对于同时存在同厂家静止无功补偿器SVG和不同厂家静止无功补偿器SVG的情况，由静止无功补偿器SVG主机的数据处理器调度不同厂家的静止无功补偿器SVG无功容量和同厂家所有静止无功补偿器SVG的无功容量，静止无功补偿器SVG主机的数字信号处理器DSP作为副主机分配同厂家每个静止无功补偿器SVG的无功容量。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

1、本发明通过在SVG内部增加了与调试后台上位机、同厂家、不同厂家的通讯接口及通讯方式，从而实现了不同厂家SVG的并机运行，分配无功操作，同时也实现了同厂家SVG之间的高速通讯。

2、本发明在SVG上留有标准的通讯接口，与其它SVG的连接方便，并且与其它SVG通讯采用标准的MODBUS通讯协议，从而对其它SVG的要求较低，方便连接及控制。

附图说明

图1是本发明静止无功补偿器SVG多机并联的控制方法的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明SVG多机并联的控制方法做详细描述：

如图1所示，本发明一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统，该系统由同厂家和不同厂家的多组静止无功补偿器SVG以及调试后台上位机组成，其中多组静止无功补偿器SVG中选一台静止无功补偿器SVG为主机，其它组静止无功补偿器SVG为从机，其中调试后台上位机通过RS485通讯与静止无功补偿器SVG主机中通讯板上的RS485通讯#1进行连接，静止无功补偿器SVG主机中的RS485通讯#2端口与不同厂家静止无功补偿器SVG从机中的RS485通讯接口相连接，静止无功补偿器SVG主机中的各光纤收发模块与同厂家静止无功补偿器SVG从机中各光纤收发模块对应连接。

所述多组静止无功补偿器SVG的结构均相同，由主控板和通讯板组成，所述主控板由数字信号处理器DSP、主控板现场可编程门阵列FPGA和若干个光纤收发模块组成，数字信号处理器DSP与主控板现场可编程门阵列FPGA之间采用高速串行外设接口SPI通讯连接，各光纤收发模块与主控板现场可编程门阵列FPGA之间采用数据线进行连接，光纤收发模块与主控板现场可编程门阵列FPGA进行数据交互传输；所述通讯板由通讯板现场可编程门阵列FPGA、数据处理器、RS485通讯#1和RS485通讯#2组成，其中通讯板现场可编程门阵列FPGA与数据处理器之间采用高速串行外设接口SPI通讯连接，RS485通讯#1和RS485通讯#2与数据处理器之间采用数据线进行连接，RS485通讯#1和RS485通讯#2与数据处理器之间进行数据交互传输；所述静止无功补偿器SVG中的主控板和通讯板之间采用双口运行内存RAM进行通讯连接。

所述静止无功补偿器SVG主控板中的数字信号处理器DSP负责控制算法与无功计算，主控板现场可编程门阵列FPGA负责通讯数据收发：包括传输数据给通讯板现场可编程门阵列FPGA、传输给其他静止无功补偿器SVG的通讯板现场可编程门阵列FPGA光纤通讯；通讯板中的通讯板现场可编程门阵列FPGA负责静止无功补偿器SVG内部与主控板现场可编程门阵列FPGA的数据通讯，通讯板中的数据处理器共有两个RS485通讯口，负责静止无功补偿器SVG与调试后台上位机进行通讯、与不同厂家静止无功补偿器SVG的RS485接口进行通讯。

本发明一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统的控制方法，如图1所示，具体如下：

1).同厂家静止无功补偿器SVG之间的高速通讯：由静止无功补偿器SVG主机的数据处理器通过RS485通讯#1获取调试后台上位机需要的无功给定值，静止无功补偿器SVG主机的数据传递流程为：数据处理器->通讯板现场可编程门阵列FPGA->主控板现场可编程门阵列FPGA->主控板的数字信号处理器DSP，然后由静止无功补偿器SVG主机的数字信号处理器DSP负责总体无功的计算和各个静止无功补偿器SVG从机无功的分配，通过静止无功补偿器SVG主机中主控板现场可编程门阵列FPGA通过光纤收发模块将分配的数据分配给静止无功补偿器SVG从机中对应的光纤收发模块，然后再由光纤收发模块传输给静止无功补偿器SVG从机主控板现场可编程门阵列FPGA，最后由主控板现场可编程门阵列FPGA告知静止无功补偿器SVG从机中的数字信号处理器DSP，最终控制静止无功补偿器SVG从机的无功输出。

2).不同厂家静止无功补偿器SVG之间的高速通讯，静止无功补偿器SVG主机中通讯板的数据处理器ARM负责静止无功补偿器SVG主机与调试后台上位机通讯和与其他厂家静止无功补偿器SVG的RS485基于MODBUS通讯协议进行通讯，SVG#1作为主机，不同厂家的SVG#3和SVG#4都作为从机。SVG#1的ARM通过RS485通讯#1从调试后台上位机获取的无功给定值，SVG#1的ARM通过RS485通讯#2获取其他厂家的SVG状态，然后在SVG#1通过以下顺序的传输给DSP：通讯板ARM->通讯板FPGA->主控板FPGA->主控板DSP，然后DSP对获取的信息进行计算，然后再回传到通讯板中的RS485通讯#2，由RS485通讯#2分配无功给其他厂家的SVG，对于本机SVG的无功给定通过FPGA传输给DSP。

3.对于同时存在同厂家SVG和不同厂家SVG的情况，由SVG#1的ARM调度不同厂家的SVG无功容量和同厂家所有SVG的无功容量，SVG#1的DSP作为副主机分配同厂家每个SVG的无功容量。

以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统，其特征在于：该系统由同厂家和不同厂家的多组静止无功补偿器SVG以及调试后台上位机组成，其中多组静止无功补偿器SVG中选一台静止无功补偿器SVG为主机，其它组静止无功补偿器SVG为从机，其中调试后台上位机通过RS485通讯与静止无功补偿器SVG主机中通讯板上的RS485通讯#1进行连接，静止无功补偿器SVG主机中的RS485通讯#2端口与不同厂家静止无功补偿器SVG从机中的RS485通讯接口相连接，静止无功补偿器SVG主机中的各光纤收发模块与同厂家静止无功补偿器SVG从机中各光纤收发模块对应连接。

2.根据权利要求1所述的一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统，其特征在于：所述多组静止无功补偿器SVG的结构均相同，由主控板和通讯板组成，所述主控板由数字信号处理器DSP、主控板现场可编程门阵列FPGA和若干个光纤收发模块组成，数字信号处理器DSP与主控板现场可编程门阵列FPGA之间采用高速串行外设接口SPI通讯连接，各光纤收发模块与主控板现场可编程门阵列FPGA之间采用数据线进行连接，光纤收发模块与主控板现场可编程门阵列FPGA进行数据交互传输；所述通讯板由通讯板现场可编程门阵列FPGA、数据处理器、RS485通讯#1和RS485通讯#2组成，其中通讯板现场可编程门阵列FPGA与数据处理器之间采用高速串行外设接口SPI通讯连接，RS485通讯#1和RS485通讯#2与数据处理器之间采用数据线进行连接，RS485通讯#1和RS485通讯#2与数据处理器之间进行数据交互传输；所述静止无功补偿器SVG中的主控板和通讯板之间采用双口运行内存RAM进行通讯连接。

3.根据权利要求1所述的一种静止无功补偿器SVG多机并联控制系统，其特征在于：所述静止无功补偿器SVG主控板中的数字信号处理器DSP负责控制算法与无功计算，主控板现场可编程门阵列FPGA负责通讯数据收发：包括传输数据给通讯板现场可编程门阵列FPGA、传输给其他静止无功补偿器SVG的通讯板现场可编程门阵列FPGA光纤通讯；通讯板中的通讯板现场可编程门阵列FPGA负责静止无功补偿器SVG内部与主控板现场可编程门阵列FPGA的数据通讯，通讯板中的数据处理器共有两个RS485通讯口，负责静止无功补偿器SVG与调试后台上位机进行通讯、与不同厂家静止无功补偿器SVG的RS485接口进行通讯。

4.权利要求1至3任一项所述的静止无功补偿器SVG多机并联控制系统的控制方法，具体如下：

1).同厂家静止无功补偿器SVG之间的高速通讯：由静止无功补偿器SVG主机的数据处理器通过RS485通讯#1获取调试后台上位机需要的无功给定值，静止无功补偿器SVG主机的数据传递流程为：数据处理器->通讯板现场可编程门阵列FPGA->主控板现场可编程门阵列FPGA->主控板的数字信号处理器DSP，然后由静止无功补偿器SVG主机的数字信号处理器DSP负责总体无功的计算和各个静止无功补偿器SVG从机无功的分配，通过静止无功补偿器SVG主机中主控板现场可编程门阵列FPGA通过光纤收发模块将分配的数据分配给静止无功补偿器SVG从机中对应的光纤收发模块，然后再由光纤收发模块传输给静止无功补偿器SVG从机主控板现场可编程门阵列FPGA，最后由主控板现场可编程门阵列FPGA告知静止无功补偿器SVG从机中的数字信号处理器DSP，最终控制静止无功补偿器SVG从机的无功输出；

2).不同厂家静止无功补偿器SVG之间的高速通讯：静止无功补偿器SVG主机中通讯板的数据处理器负责静止无功补偿器SVG主机与调试后台上位机通讯和与其他厂家静止无功补偿器SVG的RS485基于MODBUS通讯协议进行通讯，静止无功补偿器SVG主机的数据处理器通过RS485通讯#1从调试后台上位机获取的无功给定值，静止无功补偿器SVG主机的数据处理器通过RS485通讯#2获取其他厂家的静止无功补偿器SVG状态，然后在静止无功补偿器SVG主机通过以下顺序的传输给数字信号处理器DSP：通讯板数据处理器->通讯板现场可编程门阵列FPGA->主控板现场可编程门阵列FPGA->主控板的数字信号处理器DSP，然后主控板的数字信号处理器DSP对获取的信息进行计算，然后再回传到通讯板中的RS485通讯#2，由RS485通讯#2分配无功给其他厂家的静止无功补偿器SVG，对于静止无功补偿器SVG主机的无功给定通过主控板现场可编程门阵列FPGA传输给数字信号处理器DSP；

3).对于同时存在同厂家静止无功补偿器SVG和不同厂家静止无功补偿器SVG的情况，由静止无功补偿器SVG主机的数据处理器调度不同厂家的静止无功补偿器SVG无功容量和同厂家所有静止无功补偿器SVG的无功容量，静止无功补偿器SVG主机的数字信号处理器DSP作为副主机分配同厂家每个静止无功补偿器SVG的无功容量。