CN201813167U - 基于逆阻型igbt的pwm分相控制电容型svc装置 - Google Patents

基于逆阻型igbt的pwm分相控制电容型svc装置 Download PDF

Info

Publication number
CN201813167U
CN201813167U CN2010205357489U CN201020535748U CN201813167U CN 201813167 U CN201813167 U CN 201813167U CN 2010205357489 U CN2010205357489 U CN 2010205357489U CN 201020535748 U CN201020535748 U CN 201020535748U CN 201813167 U CN201813167 U CN 201813167U
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
phase
inverse
reactive power
pwm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010205357489U
Other languages
English (en)
Inventor
汪科
陈斌
袁佳欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Zhejiang Electric Power Test and Research Insititute
Original Assignee
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Zhejiang Electric Power Test and Research Insititute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd, Zhejiang Electric Power Test and Research Insititute filed Critical Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority to CN2010205357489U priority Critical patent/CN201813167U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201813167U publication Critical patent/CN201813167U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/126—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种应用于交流三相不对称无功补偿的PWM分相控制电容型SVC装置。目前的产品主要是三相不可分相的无功补偿装置，同时对三相中的各相补以相同有无功，而很多系统中的三相负荷未必是对称的，在三相同时补偿时会产生过补偿和欠补偿等各种问题。本实用新型的特征在于它包括数据采集装置、PLC控制器、人机界面、FPGA装置、主电路、GPRS通信装置和后台控制机，PLC控制器接收数据采集装置采集到的电网系统数据，并将根据这些数据计算得到的脉冲占空比发送给FPGA装置，由FPGA装置发出脉冲控制主电路的无功输出。本实用新型可实现三相可分相控制，并且可以对无功进行平衡。

Description

基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置
技术领域
本实用新型涉及一种应用于交流三相不对称无功补偿的PWM(脉冲宽度调制)分相控制电容型SVC装置。
背景技术
在电力负荷中，有相当一部分属于感性负荷，这些负荷投入运行时除了消耗大量的有功之外，还要吸收大量的无功。在有功功率不变的情况下，无功功率的存在会使功率因数降低，从而需要增大发、输电设备的容量，增加投资和电力损耗，增加运行费用，增大输电线路压降，不利于电力的输送与合理应用。大量的无功功率如果完全由发电厂提供，会造成线路有功损失加大、用户电压降低、电力设备得不到充分应用。当整个系统无功严重缺乏时，还会使整个电力系统崩溃。而且无功功率通过发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应是对需要消耗无功功率的地方安装无功补偿设备。因此，选择合理的就地无功补偿设备，对电力系统安全、高效运行具有特别重要的意义。
从80年代开始，我国的无功补偿技术开始了飞跃式的发展，从刚开始的机械投切式到后来各种装置皆有的无功补偿系统，如SVC(静止无功补偿器)、STATCOM(静止无功发生器)、分级型和磁控型并联电抗器(SCSR和MCSR)等。其中SVC是一种静止无功发生或吸收装置，其中静止是相对于发电机、调相机等旋转设备而言的。SVC是在机械投切式电容器和电抗器的基础上，采用大容量晶闸管代替机械开关而发展起来的。它可以快速改变其发出的无功功率，具有较强的无功调节能力，可为电力系统提供动态无功电源，将系统电压补偿到一个合理水平，并可以应用于各种工矿企业负荷的无功补偿中。
下面就以上这些装置的缺点和不足分述如下：
1、对于晶闸管投切电容器TSC，不能实现无功功率连续可调；
2、SVC的缺点控制器设计复杂，成本昂贵；
3、现有无功补偿装置普遍采用交流接触器，等容配置，不具备通讯监测功能，装置故障较多，利用率低下，监控力度不够，且多不具有人机交互与可视化功能。
目前在国内，脉冲触发器还主要靠模拟电路、单片机、以及利用大量的分离IC来实现，集成度低、可靠性差。还有其它类型的脉冲发生装置如PLC、DSP等，它们的控制时延比较长，并且不能实现多路动态控制或者要应用复杂的控制手段才能实现。
国内主要的产品则是三相不可分相的无功补偿装置，即为对称型，同时对三相中的各相补以相同有无功。这就带来了一个问题，就是很多系统中的三相负荷未必是对称的，即每一相的功率因数是不同的，在三相同时补偿时会产生过补偿和欠补偿等各种问题，这样一方面是浪费无功容量，一方面是无功缺额大。为此，开发出一套能分相控制的无功补偿装置是很有必要的。另外，国内产品都不能平衡有功。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置，集在线数据采集、实时计算、无功补偿、远程监控于一体，即可补偿无功也可平衡有功。
为此，本实用新型采用的技术方案如下：基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置，其特征在于它包括数据采集装置、PLC控制器、人机界面、FPGA装置、主电路、GPRS通信装置和后台控制机，PLC控制器接收数据采集装置采集到的电网系统参数，并将计算得到的脉冲占空比发送给FPGA装置，由FPGA装置发出脉冲控制主电路的无功输出，人机界面通过数据线与PLC控制器连接，后台控制机通过GPRS通信装置与PLC控制器连接；主电路三相中的每一相均由两个逆阻型IGBT组成一个反并联型双向开关，两个双向开关各串联一电容后并联，并与一限流电感串联后再与一定值电感并联。所述的数据采集装置为功率采集装置。所述的FPGA装置包括一脉冲发生芯片和安装在其上的三个传感器，分别处理三相的占空比转换。所述的人机界面为一触摸屏。人机界面用来现场读取、控制及调整装置的参数，后台控制机(简称PC机)可以通过GPRS通信装置远程读取、控制及调整装置的参数。
本实用新型具有以下有益效果：
1、反并联型双向开关的使用，使主电路的电气性能提高了很多，可承受较大反向电压，通态压降低，开关速度快，延长了此装置的使用寿命，增加了设备的稳定性；
2、本实用新型可实现感性无功到容性无功的连续补偿，比传统的此类补偿器多了感性补偿的部分；并且由于数据的实时采集与PWM的连续触发，可以达到动态补偿的效果，本实用新型每秒采集数据一次，可保证电网的功率因数及电压维持在一定的水平。
3、本实用新型可实现三相可分相控制，可以有效利用各相的补偿容量，不致过补偿和欠补偿；可以依据Steinmetz平衡原理对线路无功进行相应的补偿，并且可以对无功进行平衡。
4、本实用新型所用脉冲发生装置是FPGA装置，它可以发出六路占空比可调的脉冲，比之其它的装置可以节省很多资源，并且它可以反复使用，且使用一个FPGA电路板即可，实现三相分相控制；并且，用FPGA装置发脉冲所用的时延比较短，较其它的脉冲发生装置具有很好的优越性。
5、本实用新型应用GPRS通信装置以实现远程监视，它将系统的即时状态与补偿参数发回到后台控制机上，并且传递装置的运行状况，这样可以使操作人员在后台控制机上监控系统的现有无功状况及设备的运行。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型主电路单相的结构示意图。
图3为本实用新型主电路接入电网后的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置，它由数据采集装置、PLC控制器、人机界面、FPGA装置、主电路、GPRS通信装置和后台控制机组成。PLC控制器接收数据采集装置采集到的电网系统参数，并将计算得到的脉冲占空比发送给FPGA装置，由FPGA装置发出脉冲控制主电路的无功输出，人机界面通过数据线与PLC控制器连接，后台控制机通过GPRS通信装置与PLC控制器连接。主电路三相中的每一相均由两个逆阻型IGBT组成一个反并联型双向开关(RBIGBT双向开关)，两个双向开关各串联一电容后并联，并与一限流电感串联后再与一定值电感并联。
所述的数据采集装置为功率采集装置，利用一个功率采集装置可测三相中每一相的功率。所述的FPGA装置由一脉冲发生芯片和安装在其上的三个传感器组成，分别处理三相的占空比转换。
所述的人机界面为一触摸屏。人机界面用来现场读取、控制及调整装置的参数，后台控制机(简称PC机)可以通过GPRS通信装置远程读取、控制及调整装置的参数。
如图2所示，电感L1值为34.49mH，L2为限流电感，其值忽略不计，电容C1、C2的值分别为100uF和488uF，可实现感性40kvar到容性40kvar的无功补偿范围。K1、K2为控制C1、C2通断的RB-IGBT的触发脉冲。给予K1、K2互补的脉冲系列控制C1、C2的通断，可以连续调节无功的大小和性质，将其并联到电网即可工作。
由于要进行三相同时控制，三相接入电网示意图如图3(负荷侧为380V)。此装置可补偿无功，也可平衡有功，其控制原理是依据Steinmetz平衡原理。

Claims (3)

1.基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置，其特征在于它包括数据采集装置、PLC控制器、人机界面、FPGA装置、主电路、GPRS通信装置和后台控制机，PLC控制器接收数据采集装置采集到的电网系统数据，并将根据这些数据计算得到的脉冲占空比发送给FPGA装置，由FPGA装置发出脉冲控制主电路的无功输出，人机界面通过数据线与PLC控制器连接，后台控制机通过GPRS通信装置与PLC控制器连接；主电路三相中的每一相均由两个逆阻型IGBT组成一个反并联型双向开关，两个双向开关各串联一电容后并联，并与一限流电感串联后再与一定值电感并联。
2.根据权利要求1所述的基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置，其特征在于所述的数据采集装置为功率采集装置。
3.根据权利要求1或2所述的基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置，其特征在于所述的FPGA装置包括一脉冲发生芯片和安装在其上的三个传感器。
CN2010205357489U 2010-09-19 2010-09-19 基于逆阻型igbt的pwm分相控制电容型svc装置 Expired - Fee Related CN201813167U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010205357489U CN201813167U (zh) 2010-09-19 2010-09-19 基于逆阻型igbt的pwm分相控制电容型svc装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010205357489U CN201813167U (zh) 2010-09-19 2010-09-19 基于逆阻型igbt的pwm分相控制电容型svc装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201813167U true CN201813167U (zh) 2011-04-27

Family

ID=43896105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010205357489U Expired - Fee Related CN201813167U (zh) 2010-09-19 2010-09-19 基于逆阻型igbt的pwm分相控制电容型svc装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201813167U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105889111A (zh) * 2016-06-13 2016-08-24 无锡虹业自动化工程有限公司 智能svc电气成套设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105889111A (zh) * 2016-06-13 2016-08-24 无锡虹业自动化工程有限公司 智能svc电气成套设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102570472B (zh) 一种有效提高电能质量的综合补偿控制装置
CN103023344B (zh) 一种通用的智能电网电力电子装置
CN201197078Y (zh) 一种混合型静止无功发生器
CN105552914A (zh) 一种基于电价的交直流混合微电网分层控制方法
CN202840651U (zh) 一种电动汽车充电机充电模块的并联均流电路
CN202135054U (zh) 直流多电源转换装置
CN202084939U (zh) 智能电力综合补偿装置
CN203027153U (zh) 一种通用的智能电网电力电子装置
CN202997589U (zh) 微网智能开关
CN204668960U (zh) 一种智能模块化三相不平衡动态无功补偿装置
CN201893558U (zh) 有源滤波与动态无功功率综合补偿控制装置
CN201878088U (zh) Svr线路自动调压器
CN101976833B (zh) 电梯群的电能监测管理系统及方法
CN201717638U (zh) 电网静止同步补偿装置
CN104467004A (zh) 新能源汽车电机测试电源
CN101938133B (zh) 基于逆阻型igbt的pwm控制电容型svc补偿方法
CN204696691U (zh) 一种模块化的谐波治理及无功补偿装置
CN105429462A (zh) 一种双级多功能并网变换器的控制系统及其方法
CN201813167U (zh) 基于逆阻型igbt的pwm分相控制电容型svc装置
CN103454518B (zh) 一种能量采集终端
CN204349455U (zh) 户外智能静止补偿装置
CN202257147U (zh) 矩阵式高压变频器的双核数字引擎
CN202309086U (zh) 智能化过零投切无功补偿装置
CN201374568Y (zh) 一种具有无功补偿功能的光伏并网系统
CN203278242U (zh) 一种应用于石油钻机小电网的静止型补偿装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110427

Termination date: 20190919