CN204190391U - 多重化中容量静止无功发生器 - Google Patents
多重化中容量静止无功发生器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204190391U CN204190391U CN201420600560.6U CN201420600560U CN204190391U CN 204190391 U CN204190391 U CN 204190391U CN 201420600560 U CN201420600560 U CN 201420600560U CN 204190391 U CN204190391 U CN 204190391U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- igbt
- voltage
- grid
- full bridge
- 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.)
- Active
Links
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
- 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
- Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
Abstract
本实用新型涉及无功功率补偿装置，具体公开了一种多重化中容量静止无功发生器，包括双DSP电路、FPGA电路、电压电流采样电路、SCI、TFT液晶触摸屏、开关电源、LCL并网滤波器、软启动、三相全桥电压逆变电路，交流电源经隔离变压器输入开关电源，触发软启动经LCL并网滤波器整流至逆变电路直流侧电压使其稳定，电压电流采样电路将采样值发送至FPGA电路，同时将采样值经SCI送至TFT液晶触摸屏；FPGA电路将采样值发送至双DSP电路，经计算发出PWM至IGBT驱动板并驱动三相全桥电压逆变电路输出无功电流通过LCL并网滤波器并入电网。本实用新型工艺简单、成本低、可靠性高、电磁干扰小，适用于现场大容量及与TSC联合运行模式的无功功率补偿。
Description
技术领域
本实用新型涉及无功功率补偿装置，具体是一种多重化中容量静止无功发生器。
背景技术
随着国民经济的快速发展，电力电子技术的普及与进步导致一些非线性、冲击性无功负荷逐年增长，造成系统中无功功率变化剧烈。在电力系统中无功储备不足会导致系统功率因数降低、电压下降、线路损耗增加、三相不平衡等，从而影响电能质量，严重时甚至会威胁电力系统的安全稳定运行，使电网发生崩溃，造成重大损失。目前，国内无功补偿技术的推广，电能传输的稳定性要求越来越高，因此对动态无功补偿装置提出了更高的要求。
近二十多年来，静止无功补偿装置在世界市场范围内稳定而迅速的增长，静止无功补偿装置即Static Var Compensator—SVC，SVC往往是专指使用晶闸管器件的静止无功补偿装置，包括：晶闸管控制电抗器即Thyristor Controlled Reactor—TCR和晶闸管投切电容器即Thyristor Switehed capacitor—TSC，以及这两者的混合装置即TCR+TSC，或者晶闸管控制电抗器与固定电容器即Fixede Capacitor—FC或机械投切电容即Mechanieally Switched Capacitor—MSC混合使用的装置，如TCR+FC、TCR+MSC等。SVC的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率，因此可以对无功功率进行动态补偿，使补偿点的电压接近维持不变，其快速的响应，适中的价格，使其在电力系统中得以迅速的推广，其不足之处在于谐波成分大，需要大电感、大电容等元件，而且只有在感性工况下才连续可调。随着电力电子技术的进一步发展，近年来出现了采用自换相变流电路的静止无功补偿装置，通常称为静止无功发生器即Static Var Generator—SVG。SVG不但克服了SVC响应速度慢、运行损耗和噪音大、维护困难等缺点，而且可以实现从感性到容性无功功率的宽范围连续补偿，另外还可以抑制负载不平衡所产生的负序无功电流，及抑制电流突变，降低谐波等功能，已经在电力系统中及柔性输电技术中得到了认可，随着电力电子技术的快速发展，SVG已经成为智能无功功率补偿领域的发展趋势。
现有的无功功率补偿装置存在以下缺陷：第一，现有的无功功率补偿装置单机SVG容量不够大，而大容量SVG设计复杂、散热难度大的不足；第二，现有的无功功率补偿装置无功容量和空间利用效率均较低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种多重化中容量静止无功发生器，主要解决现有技术中存在的单机SVG容量不够大，而大容量SVG设计复杂、散热难度大的不足的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
多重化中容量静止无功发生器，包括双DSP电路、FPGA电路、电压电流采样电路、SCI、TFT液晶触摸屏、开关电源、LCL并网滤波器、软启动、三相全桥电压逆变电路，三相380V交流电源经隔离变压器输入开关电源作为系统电路板卡电源，触发软启动部分的软启动经逆变模块部分的LCL并网滤波器整流至逆变电路直流侧电压使其稳定，电压电流采样电路将电压、电流采样值发送至FPGA电路，同时将电压、电流采样值经SCI 送至TFT液晶触摸屏；FPGA电路将电压、电流采样值发送至双DSP电路，经过计算发出PWM至IGBT驱动板并驱动三相全桥电压逆变电路，三相全桥电压逆变电路输出无功电流通过LCL并网滤波器并入电网。
具体地，双DSP电路、FPGA电路、电压电流采样电路、SCI 、TFT液晶触摸屏与三相全桥电压逆变电路组成主控制电路。在系统发生故障时，双DSP电路发出IGBT触发脉冲信号，经FPGA电路进行信号互锁及故障反馈保护，将采样获得的实时电压、电流采样值通过SCI送至TFT液晶触摸屏，双DSP电路将PWM送入三相全桥电压逆变电路。
更具体地，双DSP电路中的DSP采用TMS320F28335浮点型DSP，内部工作频率为30MHz，供电电源为3.3V，内核电压为1.9V，16通道12位转换率的AD，串行数据口，3个CPU定时器，18路PWM输出通道，具有PWM死区控制。
更具体地，FPGA电路中的FPGA采用EP1C可编程逻辑门阵列。
更具体地，IGBT驱动板包括IGBT驱动芯片、光耦隔离与驱动放大电路，IGBT驱动芯片采用安捷伦HCPL-316JIGBT驱动芯片。
具体地，三相全桥电压逆变电路中，由第一到第六 6个IGBT即S1～S6组成三相全桥电压型逆变电路，第一IGBT即S1、第三IGBT即S3、第五IGBT即S5的集电极相连，第二IGBT即S2、第四IGBT即S4、第六IGBT即S6的发射极相连，第一至第六 6个IGBT的触发信号由主控制电路发出，集电极和发射极之间接直流侧支撑电容，通过IGBT反并联二极管不可控整流，储能后的三相全桥电压逆变电路通过LCL并网滤波器滤波后并入电网。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型集控制、功率输出、IGBT保护、系统电压电流监测、显示等多种功能为一体，可以根据用户的设定和远程监控进行操作无需用户操控，使用时，功率输出灵活，功率因数高，谐波含量低，模块安装结构简单、拆卸安装方便。
（2）本实用新型输出单方波电压波形，与传统正弦波电源相比，效率极大提高，电源效率提高到98%以上，并通过调整输出频率自动达到系统谐振点，输出谐波含量小，完全为有功损耗。
（3）本实用新型输出LCL并网滤波器很大程度上抑制尖峰和高次谐波，防止外部干扰耦合的侵入静止无功发生器内部，提高系统的抗干扰能力。
（4）本实用新型操作简单方便，静止无功发生器两模块分别为软启动部分和逆变模块部分，采用256色的TFT液晶触摸屏，用户可以对无功进行选择和输入设置参数，实时输出电压、无功电流、谐波频谱和功率因数等参数。用户可根据现场容量需求选择单机柜SVG输出还是SVG+TSC输出，单机柜最大容量可大SVG300KVar+TSC200KVar。
附图说明
图1本实用新型系统电路框图；
图2为本实用新型主拓扑电路原理框图；
图中：1-双DSP电路，2-FPGA电路，3-电压电流采样电路，4-SCI ，5-TFT液晶触摸屏，6-开关电源，7-LCL并网滤波器，8-软启动，9-三相全桥电压逆变电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1所示，本实用新型实施例中，多重化中容量静止无功发生器，包括双DSP电路1、FPGA电路2、电压电流采样电路3、SCI4、TFT液晶触摸屏5、开关电源6、LCL并网滤波器7、软启动8、三相全桥电压逆变电路9，三相380V交流电源经隔离变压器输入开关电源6作为系统电路板卡电源，触发软启动部分的软启动8经逆变模块部分的LCL并网滤波器7整流至逆变电路直流侧电压使其稳定，电压电流采样电路3将电压、电流采样值发送至FPGA电路2，同时将电压、电流采样值经SCI4送至TFT液晶触摸屏5；FPGA电路2将电压、电流采样值发送至双DSP电路1，经过计算发出PWM至IGBT驱动板并驱动三相全桥电压逆变电路9，三相全桥电压逆变电路9输出无功电流通过LCL并网滤波器7并入电网。
双DSP电路1、FPGA电路2、电压电流采样电路3、SCI4、TFT液晶触摸屏5与三相全桥电压逆变电路9组成主控制电路。在系统发生故障时，双DSP电路1发出IGBT触发脉冲信号，经FPGA电路2进行信号互锁及故障反馈保护，将采样获得的实时电压、电流采样值通过SCI4送至TFT液晶触摸屏5，双DSP电路1将PWM送入三相全桥电压逆变电路9。
双DSP电路1中的DSP采用美国TI公司的TMS320F28335浮点型DSP，内部工作频率为30MHz，供电电源为3.3V，内核电压为1.9V，16通道12位转换率的AD，串行数据口，3个CPU定时器，18路PWM输出通道，具有PWM死区控制。FPGA电路2中的FPGA采用美国Altera公司的EP1C可编程逻辑门阵列。IGBT驱动板由IGBT驱动芯片、光耦隔离、驱动放大电路组成，DSP发出六路PWM调制波形，经数字滤波，光耦隔离，送至IGBT驱动板，驱动三相全桥电压逆变电路9输出超前或者滞后于系统电压的电流波形。IGBT驱动芯片采用安捷伦HCPL-316JIGBT驱动芯片。
如图2所示，三相全桥电压逆变电路9中，由第一到第六 6个IGBT即S1～S6组成三相全桥电压型逆变电路，第一IGBT即S1、第三IGBT即S3、第五IGBT即S5的集电极相连，第二IGBT即S2、第四IGBT即S4、第六IGBT即S6的发射极相连，第一至第六 6个IGBT的触发信号由主控制电路发出，集电极和发射极之间接直流侧支撑电容，通过IGBT反并联二极管不可控整流，储能后的三相全桥电压逆变电路9通过LCL并网滤波器7滤波后并入电网。
本实用新型针对现有技术中单机SVG容量不够大，而大容量SVG设计复杂、散热难度大的不足，提供了一种将单机柜SVG分为两个逆变模块部分两重化并联组合为立柜式的大容量SVG，容量灵活可扩展且可预留4组TSC投切控制端口，而设计的复杂程度并没有增大，使其工艺简单、成本低、可靠性高、电磁干扰小，适用于现场大容量及与TSC联合运行模式的无功功率补偿。本实用新型由双DSP电路1发出PWM，PWM调输送至IGBT驱动板，输出PWM由软件互锁控制，当任何一相发生故障，所有PWM都会被封锁，从而保护三相全桥电压逆变电路。其软件采用全智能化来实现自动、手动补偿、故障告警、自动复位功能。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：（1）该静止无功发生器集控制、功率输出、IGBT保护、系统电压电流监测、显示等多种功能为一体，可以根据用户的设定和远程监控进行操作无需用户操控，使用时，功率输出灵活，功率因数高，谐波含量低，模块安装结构简单、拆卸安装方便。（2）输出单方波电压波形，与传统正弦波电源相比，效率极大提高，电源效率提高到98%以上，并通过调整输出频率自动达到系统谐振点，输出谐波含量小，完全为有功损耗。（3）输出LCL并网滤波器7很大程度上抑制尖峰和高次谐波，防止外部干扰耦合的侵入静止无功发生器内部，提高系统的抗干扰能力。（4）操作简单方便，静止无功发生器两模块分别为软启动部分和逆变模块部分，采用256色的TFT液晶触摸屏5，用户可以对无功进行选择和输入设置参数，实时输出电压、无功电流、谐波频谱和功率因数等参数。用户可根据现场容量需求选择单机柜SVG输出还是SVG+TSC输出，单机柜最大容量可大SVG300KVar+TSC200KVar。
按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。
Claims (6)
1.多重化中容量静止无功发生器，其特征在于：包括双DSP电路（1）、FPGA电路（2）、电压电流采样电路（3）、SCI（4）、TFT液晶触摸屏（5）、开关电源（6）、LCL并网滤波器（7）、软启动（8）和三相全桥电压逆变电路（9），三相380V交流电源经隔离变压器输入开关电源（6）作为系统电路板卡电源，触发软启动部分的软启动（8）经逆变模块部分的LCL并网滤波器（7）整流至逆变电路直流侧电压使其稳定，电压电流采样电路（3）将电压、电流采样值发送至FPGA电路（2），同时将电压、电流采样值经SCI （4）送至TFT液晶触摸屏（5）；FPGA电路（2）将电压、电流采样值发送至双DSP电路（1），经过计算发出PWM至IGBT驱动板并驱动三相全桥电压逆变电路（9），三相全桥电压逆变电路（9）输出无功电流通过LCL并网滤波器（7）并入电网。
2.根据权利要求1所述的多重化中容量静止无功发生器，其特征在于：所述双DSP电路（1）、FPGA电路（2）、电压电流采样电路（3）、SCI（4）、TFT液晶触摸屏（5）与三相全桥电压逆变电路（9）组成主控制电路；
在系统发生故障时，双DSP电路（1）发出IGBT触发脉冲信号，经FPGA电路（2）进行信号互锁及故障反馈保护，将采样获得的实时电压、电流采样值通过SCI（4）送至TFT液晶触摸屏（5），双DSP电路（1）将PWM送入三相全桥电压逆变电路（9）。
3.根据权利要求1所述的多重化中容量静止无功发生器，其特征在于：所述双DSP电路（1）中的DSP采用TMS320F28335浮点型DSP，内部工作频率为30MHz，供电电源为3.3V，内核电压为1.9V，16通道12位转换率的AD，串行数据口，3个CPU定时器，18路PWM输出通道，具有PWM死区控制。
4.根据权利要求1所述的多重化中容量静止无功发生器，其特征在于：所述FPGA电路（2）中的FPGA采用EP1C可编程逻辑门阵列。
5.根据权利要求1所述的多重化中容量静止无功发生器，其特征在于：所述IGBT驱动板包括IGBT驱动芯片、光耦隔离与驱动放大电路，IGBT驱动芯片采用安捷伦HCPL-316JIGBT驱动芯片。
6.根据权利要求1所述的多重化中容量静止无功发生器，其特征在于：所述三相全桥电压逆变电路（9）中，由第一到第六 6个IGBT即S1～S6组成三相全桥电压型逆变电路（9），第一IGBT即S1、第三IGBT即S3、第五IGBT即S5的集电极相连，第二IGBT即S2、第四IGBT即S4、第六IGBT即S6的发射极相连，第一至第六 6个IGBT的触发信号由主控制电路发出，集电极和发射极之间接直流侧支撑电容，通过IGBT反并联二极管不可控整流，储能后的三相全桥电压逆变电路（9）通过LCL并网滤波器（7）滤波后并入电网。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420600560.6U CN204190391U (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 多重化中容量静止无功发生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420600560.6U CN204190391U (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 多重化中容量静止无功发生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204190391U true CN204190391U (zh) | 2015-03-04 |
Family
ID=52622362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420600560.6U Active CN204190391U (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 多重化中容量静止无功发生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204190391U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104269863A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-07 | 佛山市顺德区胜业电气有限公司 | 一种多重化中容量静止无功发生器 |
| CN104967131A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-10-07 | 海特尔机电工程技术（马鞍山）有限公司 | 一种svg控制模块 |
| CN106329545A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-01-11 | 海特尔机电工程技术（马鞍山）有限公司 | 一种静止无功补偿svg装置 |
-
2014
- 2014-10-17 CN CN201420600560.6U patent/CN204190391U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104269863A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-07 | 佛山市顺德区胜业电气有限公司 | 一种多重化中容量静止无功发生器 |
| CN104967131A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-10-07 | 海特尔机电工程技术（马鞍山）有限公司 | 一种svg控制模块 |
| CN106329545A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-01-11 | 海特尔机电工程技术（马鞍山）有限公司 | 一种静止无功补偿svg装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104821607A (zh) | 一种基于三端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法 | |
| CN201163721Y (zh) | 基于静止无功补偿器和混合注入式有源滤波器的联合运行控制装置 | |
| CN103346708B (zh) | 电动机分级变频重载软起动与谐波滤波一体化方法 | |
| CN106961105A (zh) | 一种电能质量治理装置 | |
| CN104362631A (zh) | 一种大功率无功与谐波动态混合补偿系统的控制方法 | |
| CN102255327A (zh) | Svg解决三相电压不平衡的方法 | |
| CN204190391U (zh) | 多重化中容量静止无功发生器 | |
| CN104377699B (zh) | 用于风电场的混合感应型有源滤波与无功补偿系统及方法 | |
| CN106786634A (zh) | 一种静止无功发生器及其多目标容量协调控制方法 | |
| CN102004455B (zh) | 一种基于混合混沌序列发生器的statcom控制系统 | |
| CN206790103U (zh) | 一种电压暂降／暂升治理装置 | |
| CN201717638U (zh) | 电网静止同步补偿装置 | |
| CN206697944U (zh) | 一种三相不平衡调节装置 | |
| CN104269863A (zh) | 一种多重化中容量静止无功发生器 | |
| CN105429462A (zh) | 一种双级多功能并网变换器的控制系统及其方法 | |
| CN204741275U (zh) | 便于安装的有源滤波器及其组成的大容量有源滤波器组 | |
| CN201860109U (zh) | 石油钻井发电机组滤波补偿节能装置 | |
| CN102231524A (zh) | 基于全控型变流器件的有源滤波方法 | |
| CN204361687U (zh) | 多组合并联式静止无功发生器 | |
| CN202444420U (zh) | 高绝缘耐压隔离电源 | |
| CN202150697U (zh) | 一种基于混合混沌序列发生器的statcom控制装置 | |
| CN202159976U (zh) | 谐波治理与动态无功补偿综合控制装置 | |
| CN201758286U (zh) | 混合电力滤波无功补偿装置 | |
| CN204578096U (zh) | 低压有源电力滤波器控制系统 | |
| CN204835532U (zh) | 并联型有源电力滤波器装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 528308 North 4 Lunjiao Xinxi Fourth Road, Shunde District, Foshan City, Guangdong Province Patentee after: Shengye Electric Co., Ltd. Address before: 528308 North 4 Lunjiao Xinxi Fourth Road, Shunde District, Foshan City, Guangdong Province Patentee before: SHENGYE ELECTRICAL CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |